朝陽科技大學

環境工程與管理系

碩士論文

膜設備水再生系統與純水系統設計參數與操作成效

之比較研究

The Comparative Study on Design and Operation of

Membrane Wastewater Reclamation System and Water

Purification System

指導教授 莊順興 博士

研 究 生 郭家倫

中 華 民 國 1 0 5 年 9 月 7 日

朝陽科技大學環境工程與管理系

Department of Environmental Engineering and

Management Chaoyang University of Technology

碩士論文

Thesis for the Degree of Master

膜設備水再生系統與純水系統設計參數與操作成效

之比較研究

The Comparative Study on Design and Operation of Membrane

Wastewater Reclamation System and Water Purification System

指導教授莊順興 博士(Shun-Hsing Chuang)

研究生郭家倫(Chia-Lun Kuo)

中華民國 105 年 9 月 7 日

September 7 2016

I

摘要

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理廠放流水再利用

便具有區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其

他水資源的需求目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜

程序具有高去除效率使得出流水可達到良好的水質隨著工業產能的擴大

如何將這些製程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

本研究以六個案例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程

及參數比較綜合分析兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數

及成效結果顯示水再生系統之案例 AB 及 C 廠膜通量範圍為 85-90

Lm2hr純水系統之案例 DE 及 F 廠膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

水再生系統案例 A 廠與純水系統案例 D 廠之逆滲透(Reverse Osmosis RO)

單元膜通量分別為 87 Lm2hr 及 115 Lm2hr其 RO 總回收率為 685

及 595產水之導電度分別為 205 microScm 及 011 microScm平均造水成本分

別為 3000 元m3及 1088 元m3案例 A 廠之 MBR 系統成本高使平均造

水成本偏高以純水系統為例RO 進水前需前處理去除懸浮固體物及大分

子以增加後續 RO 膜通量及回收效率節省 RO 耗材成本

關鍵字水再生純水回收逆滲透膜通量

II

Abstract

Scarcity of water resources is a serious environmental concern which reflects

the importance of the development of new and innovative water resources Due

to the stability in quality and flow of urban wastewater reuse of effluent from

wastewater treatment plants can facilitate the development of regional water

supply systems thus increasing the reuse rate of water sources as well as replacing

the exploitation of natural water sources Membrane technology is used in various

fields in recent years mainly due to the high removal efficiency of membrane

processes which discharges effluent of decent quality In the wake of rapid

industrialization methods to recover process water have become a core of green

technology

This study classifies six case study treatment plants into two groups of

systems namely water regeneration and water purification and compares as well

as comprehensively analyzes both design processes and operational data in order

to evaluate the treatment parameters and performance of membrane facilities

Results show that membrane fluxes from water regeneration Plants A B and C

were in range of 85-90 Lm2middothr while that of water purification Plants D E F

were in range of 90-120 Lm2middothr For Reverse Osmosis (RO) units of Plants A

and D the membrane fluxes were 87 Lm2middothr and 115 Lm2middothr respectively with

a RO recovery rate of 685 and 595 each The conductivity of the pemeate

from these plants were each 205 microScm and 011 microScm and the average cost of

water production was placed at NT3000m3 and NT1088m3 respectively The

high cost of the MBR system at Plant A has led to higher cost of water production

which in terms of water purification RO influent must undergo pretreatment to

remove suspended solids and macromolecules so as to increase the RO permeate

III

flux and recovery rate therefore reducing RO material costs

Keywords Water regeneration pure water recovery reverse osmosis membrane

flux

IV

致謝

在進入朝陽科技大學環管系研究所的進修求學生活已接近尾聲一份

研究的產生背後必定有著許多的支持理論上的學習上的及情感上的

首先由衷感謝指導教授莊順興老師的悉心指導與栽培並對我由商系跨工

系起步學習上的包容及學習方向的專業指引這一學習之路對日後必是

受益無窮的感謝老師孜孜不倦的帶領將學術研究習得的專業知識落實

於工作實務提升專業能力更紮實根基同時也協助我解決許多實務上的問

題特致上最高的謝意感謝我的良師論文口試期間承蒙張維欽教授

張敏超顧問王順成教授細心的指導批評多謝口試委員費心審閱並惠賜

諸多建議使本論文增色許多

於論文寫作期間要特別感謝峻豪盈蓁學妹政中學長桓輝學弟

嘉誠學弟冠智學弟給予諸多意見與指導協助並且在每一個衝刺的階段

不辭辛苦一同陪伴突破困難全力支援給予我研究幫助心中滿滿的感謝與

感動謝謝你們有你們真好

於這兩年進修求學期間感謝各位有緣一起進修相伴學習的同班同學

互相鼓勵與激發學習及學長姐時時勉勵及學業上的指正教導與學弟妹

平日課業上的幫忙協助更感謝我的公司老闆主管同事及我最愛的家

人對我再次進入校園進修的全力支持也特別感謝這篇文章所引用的文獻

每一篇都令本研究有了立論上的基礎並且幫助我更了解問題的本質及各

種應用方法十分感謝各位前人的研究成果這麼多人的支持鼓勵我點

滴心頭讓我像是站在巨人的肩膀上我深深感覺到自己的渺小我由衷的

感謝感謝每一位幫助我的人

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

朝陽科技大學環境工程與管理系

Department of Environmental Engineering and

Management Chaoyang University of Technology

碩士論文

Thesis for the Degree of Master

膜設備水再生系統與純水系統設計參數與操作成效

之比較研究

The Comparative Study on Design and Operation of Membrane

Wastewater Reclamation System and Water Purification System

指導教授莊順興 博士(Shun-Hsing Chuang)

研究生郭家倫(Chia-Lun Kuo)

中華民國 105 年 9 月 7 日

September 7 2016

I

摘要

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理廠放流水再利用

便具有區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其

他水資源的需求目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜

程序具有高去除效率使得出流水可達到良好的水質隨著工業產能的擴大

如何將這些製程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

本研究以六個案例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程

及參數比較綜合分析兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數

及成效結果顯示水再生系統之案例 AB 及 C 廠膜通量範圍為 85-90

Lm2hr純水系統之案例 DE 及 F 廠膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

水再生系統案例 A 廠與純水系統案例 D 廠之逆滲透(Reverse Osmosis RO)

單元膜通量分別為 87 Lm2hr 及 115 Lm2hr其 RO 總回收率為 685

及 595產水之導電度分別為 205 microScm 及 011 microScm平均造水成本分

別為 3000 元m3及 1088 元m3案例 A 廠之 MBR 系統成本高使平均造

水成本偏高以純水系統為例RO 進水前需前處理去除懸浮固體物及大分

子以增加後續 RO 膜通量及回收效率節省 RO 耗材成本

關鍵字水再生純水回收逆滲透膜通量

II

Abstract

Scarcity of water resources is a serious environmental concern which reflects

the importance of the development of new and innovative water resources Due

to the stability in quality and flow of urban wastewater reuse of effluent from

wastewater treatment plants can facilitate the development of regional water

supply systems thus increasing the reuse rate of water sources as well as replacing

the exploitation of natural water sources Membrane technology is used in various

fields in recent years mainly due to the high removal efficiency of membrane

processes which discharges effluent of decent quality In the wake of rapid

industrialization methods to recover process water have become a core of green

technology

This study classifies six case study treatment plants into two groups of

systems namely water regeneration and water purification and compares as well

as comprehensively analyzes both design processes and operational data in order

to evaluate the treatment parameters and performance of membrane facilities

Results show that membrane fluxes from water regeneration Plants A B and C

were in range of 85-90 Lm2middothr while that of water purification Plants D E F

were in range of 90-120 Lm2middothr For Reverse Osmosis (RO) units of Plants A

and D the membrane fluxes were 87 Lm2middothr and 115 Lm2middothr respectively with

a RO recovery rate of 685 and 595 each The conductivity of the pemeate

from these plants were each 205 microScm and 011 microScm and the average cost of

water production was placed at NT3000m3 and NT1088m3 respectively The

high cost of the MBR system at Plant A has led to higher cost of water production

which in terms of water purification RO influent must undergo pretreatment to

remove suspended solids and macromolecules so as to increase the RO permeate

III

flux and recovery rate therefore reducing RO material costs

Keywords Water regeneration pure water recovery reverse osmosis membrane

flux

IV

致謝

在進入朝陽科技大學環管系研究所的進修求學生活已接近尾聲一份

研究的產生背後必定有著許多的支持理論上的學習上的及情感上的

首先由衷感謝指導教授莊順興老師的悉心指導與栽培並對我由商系跨工

系起步學習上的包容及學習方向的專業指引這一學習之路對日後必是

受益無窮的感謝老師孜孜不倦的帶領將學術研究習得的專業知識落實

於工作實務提升專業能力更紮實根基同時也協助我解決許多實務上的問

題特致上最高的謝意感謝我的良師論文口試期間承蒙張維欽教授

張敏超顧問王順成教授細心的指導批評多謝口試委員費心審閱並惠賜

諸多建議使本論文增色許多

於論文寫作期間要特別感謝峻豪盈蓁學妹政中學長桓輝學弟

嘉誠學弟冠智學弟給予諸多意見與指導協助並且在每一個衝刺的階段

不辭辛苦一同陪伴突破困難全力支援給予我研究幫助心中滿滿的感謝與

感動謝謝你們有你們真好

於這兩年進修求學期間感謝各位有緣一起進修相伴學習的同班同學

互相鼓勵與激發學習及學長姐時時勉勵及學業上的指正教導與學弟妹

平日課業上的幫忙協助更感謝我的公司老闆主管同事及我最愛的家

人對我再次進入校園進修的全力支持也特別感謝這篇文章所引用的文獻

每一篇都令本研究有了立論上的基礎並且幫助我更了解問題的本質及各

種應用方法十分感謝各位前人的研究成果這麼多人的支持鼓勵我點

滴心頭讓我像是站在巨人的肩膀上我深深感覺到自己的渺小我由衷的

感謝感謝每一位幫助我的人

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

I

摘要

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理廠放流水再利用

便具有區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其

他水資源的需求目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜

程序具有高去除效率使得出流水可達到良好的水質隨著工業產能的擴大

如何將這些製程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

本研究以六個案例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程

及參數比較綜合分析兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數

及成效結果顯示水再生系統之案例 AB 及 C 廠膜通量範圍為 85-90

Lm2hr純水系統之案例 DE 及 F 廠膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

水再生系統案例 A 廠與純水系統案例 D 廠之逆滲透(Reverse Osmosis RO)

單元膜通量分別為 87 Lm2hr 及 115 Lm2hr其 RO 總回收率為 685

及 595產水之導電度分別為 205 microScm 及 011 microScm平均造水成本分

別為 3000 元m3及 1088 元m3案例 A 廠之 MBR 系統成本高使平均造

水成本偏高以純水系統為例RO 進水前需前處理去除懸浮固體物及大分

子以增加後續 RO 膜通量及回收效率節省 RO 耗材成本

關鍵字水再生純水回收逆滲透膜通量

II

Abstract

Scarcity of water resources is a serious environmental concern which reflects

the importance of the development of new and innovative water resources Due

to the stability in quality and flow of urban wastewater reuse of effluent from

wastewater treatment plants can facilitate the development of regional water

supply systems thus increasing the reuse rate of water sources as well as replacing

the exploitation of natural water sources Membrane technology is used in various

fields in recent years mainly due to the high removal efficiency of membrane

processes which discharges effluent of decent quality In the wake of rapid

industrialization methods to recover process water have become a core of green

technology

This study classifies six case study treatment plants into two groups of

systems namely water regeneration and water purification and compares as well

as comprehensively analyzes both design processes and operational data in order

to evaluate the treatment parameters and performance of membrane facilities

Results show that membrane fluxes from water regeneration Plants A B and C

were in range of 85-90 Lm2middothr while that of water purification Plants D E F

were in range of 90-120 Lm2middothr For Reverse Osmosis (RO) units of Plants A

and D the membrane fluxes were 87 Lm2middothr and 115 Lm2middothr respectively with

a RO recovery rate of 685 and 595 each The conductivity of the pemeate

from these plants were each 205 microScm and 011 microScm and the average cost of

water production was placed at NT3000m3 and NT1088m3 respectively The

high cost of the MBR system at Plant A has led to higher cost of water production

which in terms of water purification RO influent must undergo pretreatment to

remove suspended solids and macromolecules so as to increase the RO permeate

III

flux and recovery rate therefore reducing RO material costs

Keywords Water regeneration pure water recovery reverse osmosis membrane

flux

IV

致謝

在進入朝陽科技大學環管系研究所的進修求學生活已接近尾聲一份

研究的產生背後必定有著許多的支持理論上的學習上的及情感上的

首先由衷感謝指導教授莊順興老師的悉心指導與栽培並對我由商系跨工

系起步學習上的包容及學習方向的專業指引這一學習之路對日後必是

受益無窮的感謝老師孜孜不倦的帶領將學術研究習得的專業知識落實

於工作實務提升專業能力更紮實根基同時也協助我解決許多實務上的問

題特致上最高的謝意感謝我的良師論文口試期間承蒙張維欽教授

張敏超顧問王順成教授細心的指導批評多謝口試委員費心審閱並惠賜

諸多建議使本論文增色許多

於論文寫作期間要特別感謝峻豪盈蓁學妹政中學長桓輝學弟

嘉誠學弟冠智學弟給予諸多意見與指導協助並且在每一個衝刺的階段

不辭辛苦一同陪伴突破困難全力支援給予我研究幫助心中滿滿的感謝與

感動謝謝你們有你們真好

於這兩年進修求學期間感謝各位有緣一起進修相伴學習的同班同學

互相鼓勵與激發學習及學長姐時時勉勵及學業上的指正教導與學弟妹

平日課業上的幫忙協助更感謝我的公司老闆主管同事及我最愛的家

人對我再次進入校園進修的全力支持也特別感謝這篇文章所引用的文獻

每一篇都令本研究有了立論上的基礎並且幫助我更了解問題的本質及各

種應用方法十分感謝各位前人的研究成果這麼多人的支持鼓勵我點

滴心頭讓我像是站在巨人的肩膀上我深深感覺到自己的渺小我由衷的

感謝感謝每一位幫助我的人

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

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3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

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6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

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7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

II

Abstract

Scarcity of water resources is a serious environmental concern which reflects

the importance of the development of new and innovative water resources Due

to the stability in quality and flow of urban wastewater reuse of effluent from

wastewater treatment plants can facilitate the development of regional water

supply systems thus increasing the reuse rate of water sources as well as replacing

the exploitation of natural water sources Membrane technology is used in various

fields in recent years mainly due to the high removal efficiency of membrane

processes which discharges effluent of decent quality In the wake of rapid

industrialization methods to recover process water have become a core of green

technology

This study classifies six case study treatment plants into two groups of

systems namely water regeneration and water purification and compares as well

as comprehensively analyzes both design processes and operational data in order

to evaluate the treatment parameters and performance of membrane facilities

Results show that membrane fluxes from water regeneration Plants A B and C

were in range of 85-90 Lm2middothr while that of water purification Plants D E F

were in range of 90-120 Lm2middothr For Reverse Osmosis (RO) units of Plants A

and D the membrane fluxes were 87 Lm2middothr and 115 Lm2middothr respectively with

a RO recovery rate of 685 and 595 each The conductivity of the pemeate

from these plants were each 205 microScm and 011 microScm and the average cost of

water production was placed at NT3000m3 and NT1088m3 respectively The

high cost of the MBR system at Plant A has led to higher cost of water production

which in terms of water purification RO influent must undergo pretreatment to

remove suspended solids and macromolecules so as to increase the RO permeate

III

flux and recovery rate therefore reducing RO material costs

Keywords Water regeneration pure water recovery reverse osmosis membrane

flux

IV

致謝

在進入朝陽科技大學環管系研究所的進修求學生活已接近尾聲一份

研究的產生背後必定有著許多的支持理論上的學習上的及情感上的

首先由衷感謝指導教授莊順興老師的悉心指導與栽培並對我由商系跨工

系起步學習上的包容及學習方向的專業指引這一學習之路對日後必是

受益無窮的感謝老師孜孜不倦的帶領將學術研究習得的專業知識落實

於工作實務提升專業能力更紮實根基同時也協助我解決許多實務上的問

題特致上最高的謝意感謝我的良師論文口試期間承蒙張維欽教授

張敏超顧問王順成教授細心的指導批評多謝口試委員費心審閱並惠賜

諸多建議使本論文增色許多

於論文寫作期間要特別感謝峻豪盈蓁學妹政中學長桓輝學弟

嘉誠學弟冠智學弟給予諸多意見與指導協助並且在每一個衝刺的階段

不辭辛苦一同陪伴突破困難全力支援給予我研究幫助心中滿滿的感謝與

感動謝謝你們有你們真好

於這兩年進修求學期間感謝各位有緣一起進修相伴學習的同班同學

互相鼓勵與激發學習及學長姐時時勉勵及學業上的指正教導與學弟妹

平日課業上的幫忙協助更感謝我的公司老闆主管同事及我最愛的家

人對我再次進入校園進修的全力支持也特別感謝這篇文章所引用的文獻

每一篇都令本研究有了立論上的基礎並且幫助我更了解問題的本質及各

種應用方法十分感謝各位前人的研究成果這麼多人的支持鼓勵我點

滴心頭讓我像是站在巨人的肩膀上我深深感覺到自己的渺小我由衷的

感謝感謝每一位幫助我的人

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

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7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

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8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

III

flux and recovery rate therefore reducing RO material costs

Keywords Water regeneration pure water recovery reverse osmosis membrane

flux

IV

致謝

在進入朝陽科技大學環管系研究所的進修求學生活已接近尾聲一份

研究的產生背後必定有著許多的支持理論上的學習上的及情感上的

首先由衷感謝指導教授莊順興老師的悉心指導與栽培並對我由商系跨工

系起步學習上的包容及學習方向的專業指引這一學習之路對日後必是

受益無窮的感謝老師孜孜不倦的帶領將學術研究習得的專業知識落實

於工作實務提升專業能力更紮實根基同時也協助我解決許多實務上的問

題特致上最高的謝意感謝我的良師論文口試期間承蒙張維欽教授

張敏超顧問王順成教授細心的指導批評多謝口試委員費心審閱並惠賜

諸多建議使本論文增色許多

於論文寫作期間要特別感謝峻豪盈蓁學妹政中學長桓輝學弟

嘉誠學弟冠智學弟給予諸多意見與指導協助並且在每一個衝刺的階段

不辭辛苦一同陪伴突破困難全力支援給予我研究幫助心中滿滿的感謝與

感動謝謝你們有你們真好

於這兩年進修求學期間感謝各位有緣一起進修相伴學習的同班同學

互相鼓勵與激發學習及學長姐時時勉勵及學業上的指正教導與學弟妹

平日課業上的幫忙協助更感謝我的公司老闆主管同事及我最愛的家

人對我再次進入校園進修的全力支持也特別感謝這篇文章所引用的文獻

每一篇都令本研究有了立論上的基礎並且幫助我更了解問題的本質及各

種應用方法十分感謝各位前人的研究成果這麼多人的支持鼓勵我點

滴心頭讓我像是站在巨人的肩膀上我深深感覺到自己的渺小我由衷的

感謝感謝每一位幫助我的人

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

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London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

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7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

IV

致謝

在進入朝陽科技大學環管系研究所的進修求學生活已接近尾聲一份

研究的產生背後必定有著許多的支持理論上的學習上的及情感上的

首先由衷感謝指導教授莊順興老師的悉心指導與栽培並對我由商系跨工

系起步學習上的包容及學習方向的專業指引這一學習之路對日後必是

受益無窮的感謝老師孜孜不倦的帶領將學術研究習得的專業知識落實

於工作實務提升專業能力更紮實根基同時也協助我解決許多實務上的問

題特致上最高的謝意感謝我的良師論文口試期間承蒙張維欽教授

張敏超顧問王順成教授細心的指導批評多謝口試委員費心審閱並惠賜

諸多建議使本論文增色許多

於論文寫作期間要特別感謝峻豪盈蓁學妹政中學長桓輝學弟

嘉誠學弟冠智學弟給予諸多意見與指導協助並且在每一個衝刺的階段

不辭辛苦一同陪伴突破困難全力支援給予我研究幫助心中滿滿的感謝與

感動謝謝你們有你們真好

於這兩年進修求學期間感謝各位有緣一起進修相伴學習的同班同學

互相鼓勵與激發學習及學長姐時時勉勵及學業上的指正教導與學弟妹

平日課業上的幫忙協助更感謝我的公司老闆主管同事及我最愛的家

人對我再次進入校園進修的全力支持也特別感謝這篇文章所引用的文獻

每一篇都令本研究有了立論上的基礎並且幫助我更了解問題的本質及各

種應用方法十分感謝各位前人的研究成果這麼多人的支持鼓勵我點

滴心頭讓我像是站在巨人的肩膀上我深深感覺到自己的渺小我由衷的

感謝感謝每一位幫助我的人

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

V

目錄

摘要 I

AbstractII

致謝 IV

目錄 V

表目錄 VIII

圖目錄 X

第一章 前言 1

11 研究緣起 1

12 研究目的 1

13 研究內容 2

第二章 文獻回顧 3

21 水回收純化處理單元 3

211 膜過濾處理技術 3

212 逆滲透與奈米過濾 5

213 離子交換樹脂 6

214 新穎去離子水技術 9

22 膜設備水再生系統 12

221 新加坡案例 12

222 日本琵琶湖案例 13

223 中鋼案例 14

224 日月光案例 15

23 膜設備純水系統 16

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

VI

231 印刷電路板案例 16

232 晶圓半導體製造業案例 17

第三章 研究方法與步驟 18

31 研究架構 18

32 案例廠及其處理流程 19

321 A 案例廠 20

322 B 案例廠 21

323 C 案例廠 22

324 D 案例廠 23

325 E 案例廠 25

326 F 案例廠 26

33 評估比較參數 27

第四章 結果與討論 29

41 水再生系統之設計與操作成效 29

411 A 廠設計與操作成效 29

412 B 廠設計與操作成效 35

413 C 廠設計與操作成效 39

42 純水系統之設計與操作成效 43

421 D 廠設計與操作成效 44

422 E 廠設計與操作成效 50

423 F 廠設計與操作成效 55

43 水再生及純水系統之比較 59

431 水再生系統綜合分析 59

432 純水系統綜合分析 62

433 水再生及純水系統設計及操作之比較 65

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

VII

第五章 結論與建議 70

51 結論 70

52 建議 71

參考文獻 73

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格 76

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

VIII

表目錄

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念 19

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念 19

表 41-1 A 廠原水設計條件基準 30

表 41-2 A 廠主要設計參數 30

表 41-3 A 廠主要設備規格 31

表 41-4 A 廠實際操作數值 33

表 415 A 廠設計與操作數值比較 35

表 41-6 B 廠原水設計條件基準 36

表 41-7 B 廠主要設計參數 36

表 41-8 B 廠主要設備規格 37

表 41-9 C 廠原水設計條件基準 40

表 41-10 C 廠主要設計參數 41

表 41-11 C 廠主要設備規格 41

表 421 D 廠原水設計條件基準 44

表 42-2 D 廠主要設計參數 45

表 42-3 D 廠主要設備規格 45

表 42-4 D 廠實際操作數值 48

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較 49

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

IX

表 42-6 E 廠原水設計條件基準 50

表 42-7 E 廠主要設計參數 51

表 42-8 E 廠主要設備規格 51

表 42-9 F 廠原水設計條件基準 55

表 42-10 F 廠主要設計參數 56

表 42-11 F 廠主要設備規格 56

表 43-1 水再生系統綜合分析 60

表 43-2 純水系統綜合分析 63

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較 66

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較 67

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

X

圖目錄

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍 4

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖 7

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程 12

圖 22-2 高級處理流程例 13

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖 14

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖 15

圖 23-1 RO 水製程及用水比例 16

圖 23-2 半導體業純水系統 17

圖 31-1 本研究架構圖 18

圖 32-1 A 廠流程圖 21

圖 32-2 B 廠流程圖 22

圖 32-3 C 廠流程圖 23

圖 32-4 D 廠流程圖 24

圖 32-5 E 廠流程圖 25

圖 32-6 F 廠流程圖 26

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖 32

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖 39

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖 43

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖 48

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖 55

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖 58

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖 61

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖 61

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖 62

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

XI

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖 64

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖 64

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖 65

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較 68

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較 68

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較 69

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

1

第一章 前言

11 研究緣起

在水資源越來越缺乏的年代積極開發水資源便相對重要由於都市廢

污水具有水質與水量穩定的特性因此若能將廢污水處理水再利用便具有

區域性供水水源之開發潛力可提高水資源的再利用效率以取代其他水資

源的需求尤其近年來缺水頻率明顯增加水回收再利用已成為全世界關心

之議題國內在因應未來水資源短缺及污染問題政府單位產業界及研究

單位積極開法各種處理技術並進行實廠建立

目前薄膜技術在各產業的應用相當廣泛主要原因為薄膜程序具有高

去除效率使得出流水可達到良好的水質可依所需達到的水質水量與操

作成本選擇所需的薄膜程序薄膜處理程序在淨水處理中佔有很大的優勢

可減少汙泥產生量出流水水質穩定自動化操作節省人力佔地面積較小

及有效控制消毒副產物的產生等優點隨著工業產能的擴大如何將這些製

程廢水回收也是目前綠色科技與環保的主軸之一

12 研究目的

自然界中不會存在完全純化的水源簡單的水份子人類活動過程中

經由取水經處理到使用後的排出水便有了不同的變化面相為了使用它

依不同的使用目標需要透過不同的水處理流程來達到我們的需求從地表

水淨化成自來水從海水製取淡化水從被污染後的廢水經處理後降低環境

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

2

衝擊或從淨水中純化到工業製程需用的超純水到從排放的廢水處理至可

回收再利用等雖有不同的處理流程與單元設計唯其中心的技術要素就是

利用反應與分離的機制來達到我們的設計目標依據污染防治水處理工程

等目的不同所採用的薄膜處理即有所差異在實務應用方面可藉由標準

設計及實務經驗有效應用薄膜分離技術投入污染防治水處理工程及物質

分離的領域本研究藉由案例廠的分析對各種水處理單元之原理主要之

設計參數及其處理目標有基本且清楚之認識深入瞭解當代環保議題及工

程解決方案對環境社會及全球的影響共同為環境的永續盡一份心力

13 研究內容

薄膜系統具有將微粒自溶解性物質分離或由溶解性物質自身分離之能

力及當進流水水質變動幅度大時過濾的品質僅有小幅度的影響之優點

為了解膜設備處理各種水質之最佳設計及操作方式採案例廠研究方式案

例廠分為水回收及純水處理兩大系統針對設計流程及參數比較綜合分析

兩大系統之設計與操作數據探討膜設備的處理參數變化及成效主要研究

項目如下

1 水回收系統及純水處理系統之膜設備設計與操作參數比較

2 水回收系統及純水處理系統之膜設備處理流程及成本比較

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

3

第二章 文獻回顧

21 水回收純化處理單元

211 膜過濾處理技術

薄膜程序廣泛的被應用在淨水及廢污水的處理上主要原因是可以得

到相當良好的處理效果與傳統物化處理程序比較薄膜程序能有效提昇

水質節省空間節省化學藥劑及減少污泥產生等優點(徐偉峻2005)

但隨著操作時間的增加易造成濃度極化(concentration polarization)及薄膜

積垢(membrane fouling)使得薄膜回收率(recovery rate)脫鹽率(rejection

rate)下降操作費用增加並縮短薄膜的使用壽命(Wang and Song 1999)

膜程序是利用不同種類的薄膜材料藉由篩濾滲透等方式達到溶質

與溶液分離的效果(Cheryan 1998)一般常用於水及廢水處理上之薄膜

其孔徑介於 00001-2 microm 之間薄膜種類又因其孔徑大小可分為微濾

(microfiltration MF)超濾(ultrafiltrationUF)奈濾(nanofiltration NF)及逆

滲透(reverse osmosis RO)(Zeman and Zydney 1996)圖 21-1 為不同薄膜

孔徑對不同物質之分離範圍

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

4

圖 21-1 不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍(Munir 1998)

MF 是最早出現的膜過濾程序德國在 1920 年代就開始利用 MF 濾除

水中細菌但至 1960 年代才應用在工業程序中MF 膜常用來濾除進料液

體及空氣內的菌體而不需採用高溫高壓殺菌法至於發酵液中的生物細

胞及其所產生的蛋白質也常以掃流薄膜過濾進行分離而不會破壞細胞

及蛋白質的活性(莊清榮2008)

UF 膜則用來分離粒徑較小的巨分子或膠體(colloids)其膜孔大約在 5

至 100 奈米因可去除較大的有機分子能阻擋粒子的分子量(molecular

weight cut offMWCO)來表示其分離能力(莊清榮2008)若以 UF 膜之去

除機制主要為篩分去除效率與原水固體物之粒徑分布薄膜表面之粒徑大

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

5

小分布溶液之化學性質懸浮固體物存在之行是以操作條件皆有關

Anselme et al (1996)定義 UF 膜之主要去除機制為

(1) 物理性之阻絕(physical straining) (藉由薄膜或濾餅層)

(2) 靜電排斥力(electrostatic repulsion)

(3) 薄膜表面或內部孔洞之吸附

(4) 水力的因素(例如流動方向及過膜壓力)

212 逆滲透與奈米過濾

逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane RO)已被廣泛應用於飲用水淨化

和廢水處理不論是純水製造海水淡化或廢水回收再利用通常都會在

高級淨水處理後端增設 RO 系統來除菌分離病毒過濾小分子物質脫

鹽處理等(台灣自來水公司 2006 Dan Li 2010 Pei Xu 2010)但皆面臨嚴重

之膜阻塞問題其造成系統之通量衰減壓力增加使得反洗頻率須隨之

提升增加操作成本

阻塞物質分為固體物的污堵有機污堵膠體污堵無機鹽類結垢

生物污堵(Choi YH 2009)歸納流速濃度極化現象過飽和成核機

垢成長濾餅形成六個物理現象會造成薄膜無機結垢(Matthias 2008)然

而過去想了解薄膜的阻塞物質最常採用拆膜檢驗(Membrane Autopsy)的

方法取膜表面的結垢阻塞物質進行檢驗(Ted Dalton 2004 Pontie Rapenne et

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

6

al 2005 Mohamedou Suarez et al 2010)

歷年來許多學者著重於原水中結垢物形成潛勢之研究各相關式主要考

量原水中鹽濃度離子強度各鹽類溶解度溫度pH 值及 RO 水回收率

等並藉由濃縮水之鹽濃度與溶解度之比較評估其結垢之潛勢

而 NF 膜對二價離子如 Ca2+Mg2+之去除可達 95以上故又可稱作

薄膜軟化器在 1970 年代末期起成功地運用於美國佛羅里達州地下水軟

化(Colon and McClellan 1989)同時亦用於地下水或地表水中含有機成分

(Synthetic Organics ChemicalsSOCs)TOC 及消毒副產前驅物等之去除

NF 可去除細菌及過濾性病毒故有軟化及消毒之功用(葉1996)

213 離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高

分子材料離子交換樹脂必須不溶於酸鹼溶液及各種有機溶劑才能夠

有效去除離子目前所使用的離子交換樹脂大部分為網狀結構樹脂的骨

架上具可交換的陽離子或陰離子當水溶液通過樹脂時溶液中的離子將

與樹脂上可交換性離子交換位置因而自水溶液中移除圖 21-2 為離子

交換樹脂反應之構造示意圖

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

7

圖 21-2 離子交換樹脂反應之構造示意圖（Weber 1972）

樹脂種類依樹脂上作用基之總數與型式之差異可區分為(1)強酸型陽離

子樹脂(2)弱酸型陽離子樹脂(3)強鹼型陰離子樹脂(4)弱鹼型陰離子

樹脂(楊岳軍1989)且具有不同的離子交換容量及離子選擇性各種型

式之樹脂特性分述如下

1 強酸型陽離子樹脂

強酸陽離子交換樹脂可以將金屬鹽轉化成酸活性離子點的功能基

是璜酸根(SO3H)可代換離子是 H+的交換樹脂可用來生產去離子水然

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

8

後用強酸溶液再生可代換離子是 Na+的交換樹脂可用來生產軟化水

然後用氯化鈉溶液再生(Juang et al 2006)

2 弱酸型陽離子樹脂

弱酸陽離子交換樹脂活性離子點的功能基是羧酸根(COOH)雖然完

全再生可以充分達到但因為弱酸解離度受溶液酸鹼值的影響弱酸陽

離子交換樹脂在 pH 值小於 6 的時交換能力有限因此不適合用在酸

性含金屬廢水的去離子處理(李浩明1980)

3 強鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第四級胺可與任何陰離子進行交換適用酸鹼

值範圍 0~14交換離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力小可利用鹼

(NaOH)作為其再生藥劑再生時需要較大量之氫氧化鈉再生劑常見用

途為胺基酸分離等(胡焯淳1988)

4 弱鹼型陰離子樹脂

離子交換作用基為第一二三級胺適用酸鹼值範圍 0~9交換

離子型態為 OH-(或 Cl-)與 OH-親合力大在 pH 值大於 7 時交換能

力有限最多是吸收強酸無法代換鹽類利用 NaOH 作為其再生藥劑

再生劑用量小即可達再生效果常見用途為水處理糖液純化脫色等

(陳健民1993Achaerandio et al 2002)

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

9

5 螫合型樹脂

螫合樹脂表面佈滿著螫合作用基除在低 pH 值的情形外螫合樹

脂對重金屬離子(如 Cu2+Ni2+Hg2+等)具有高的親和力能與其緊密結

合應用於毒性大的重金屬廢水可有效地降低污染再生效率低(黃煌

洲2004)

6 多孔型樹脂

苯乙烯與二乙烯苯共聚合時使用特殊之聚合法可以製造多孔性

樹脂化學構造與用普通方法聚合而成之膠型樹脂相同惟在其高分子

基體上具備很多細孔且其表面積比膠型樹脂大多孔型樹脂之細孔通

常以巨孔（Macropores）稱之多孔性離子交換樹脂在非極性溶液中其巨

孔並不會消失且表面積大仍可進行高效率之離子交換(黃煌洲2004)

214 新穎去離子水技術

倒極電透析（Electrodialysis reversal EDR）可於一定週期內（如一小時）

將兩側電極板經過數次之極性交換避免離子交換膜片上之結垢過於嚴重

可透過自動清洗去除之不僅能增加系統操作穩定性同時也增加膜片與設

備之壽命倒極電透析啟動後原水持續在桶槽與薄膜單元間循環藉由電

極通電形成陽極與陰極以水溶液做為導電介質產生電壓與電流驅動陽

離子向陰極移動驅動陰離子向陽極移動EDR 可以容忍較差之進流水質

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

10

(SDI15 lt 12)一般建議用於低濃度 (TDSlt 5000 mgL) 之廢污水再生

(Metcalf and Eddy 2002)

脫氣塔設置目的即在降低產水中 CO2 的濃度一方面提升產水品質

另一方面亦避免過酸之水質影響水處理系統管線的效能和壽命脫氣塔常

用系統為「鼓風脫氣塔」結構多為圓柱型塔式結構由配水裝置填料層

和鼓風裝置所組成填料層有多面空心球和波浪板陽離子交換樹脂塔或逆

滲透單元之產水由上部進入塔體配水裝置均勻噴淋在填料表面形成水膜

往下流入中間的集水箱空氣則由鼓風機從塔底送進與水中析出的 CO2一

起從頂部排出主要功能為提升 pH 值透過常見的薄膜接觸反應器可將

pH 值從 4~5 提升至約為 6若用於脫除氨氮一般而言可達到 50~70之脫

除效果(于丁一宋澄章李航宇2005)

電容去離子技術(Capacitive deionization CDI)為一種應用電吸附原理的

除鹽技術其利用多孔奈米碳材（Nanoporous carbon materials）作為電極

當施加外部電場於平行的多孔奈米碳材電極上溶液流經其正極與負極間

水中離子或帶電粒子等電荷物質受到電場吸引因庫倫作用力而往相反電

性的奈米碳材電極移動並以電吸附方式儲存於奈米碳材的孔洞當中達到

移除水中離子目的考一般在低導電度情況下如純水系統中對於各種離

子去除率約為 80～95當導電度增加至數千μScm 以上時較接近一般

廢污水再生之情境去除率將隨之下降一價離子（如 Na+）去除率可能降

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

11

至 50以下對於 Ca2+與 Mg2+等二價離子去除率則低於 70(矢部江一

2004)

正滲透(Forward osmosisFO)為一種近期開始應用於廢污水再生領域的

技術與逆滲透膜奈米過濾膜透過外加壓力克服濃度差產生的滲透壓

(Osmotic pressure) 相反正滲透使用「濃度驅動」驅動水分子透過薄膜原

則上無需外加壓力可達到節能效果具有低耗能與高回收率等特點惟其

驅動液中溶質是否能與水分間順利分離若溶質與水的分離所需能量極大

或容易殘留而影響水質即不適合目前最常使用的驅動液溶質為液態氨和

二氧化碳之組合其易溶於水受熱後與水分之間較易分離不需太高的外

加能量但氨在產水中的殘留小分子容易發生逆擴散是為較大問題(惠藤

良弘2005)

薄膜蒸餾(Membrane distillationMD)利用疏水性高孔隙度薄膜薄膜

兩側分別為高溫進水端與低溫的水蒸汽冷凝端待回收之目標液體（在廢污

水再生時為水）經由加熱器或熱交換器加熱使其流經進水端產生高溫水蒸

汽因溫度差兩端產生蒸氣壓差而將水蒸汽透過薄膜傳輸至水蒸汽冷凝

端再回收成產水早期應用在製程產品濃縮程序近年逐漸出現在海水淡

化半鹹水淡化等領域之應用並漸次有廢污水再生電鍍廢水回收等除鹽

及各類淨水處理純水製造之研究與小規模運轉案例一般而言硬度二

價離子（如硫酸鹽等）溶解有機物色度去除率均可超過 80~90重金

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

12

屬之去除率則同樣與價數分子量有關一般與導電度接近去除率可落於

70~90(賴耿陽2001)

22 膜設備水再生系統

221 新加坡案例

新加坡為一缺水的國家其自來水原水約 50來自馬來西亞該國為

安定自來水水源的供應同時推動海水淡化及下水處理水再利用其水再利

用計畫稱為新生水計畫「NEWater 計畫」自 2002 年進行實廠運轉預計至

2012 年已有四座污水處理廠的處理水合計 25 萬 CMD 處理為新生水達到

新加坡用水量的 20其處理流程如圖 22-1 所示其處理水一部份提供為

工業用水主要為半導體工廠外另一部份則引入水庫與自然水源混合再做

為自來水水源

圖 22-1 新加坡新生水「NEWater」處理流程

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

13

222 日本琵琶湖案例

日本提供關西地區數千萬人口飲用水的水源為琵琶湖水為保護原水

計畫至 2010 年能使其水質恢復至 1960 年代之水質流入負荷量而針對其

污水處理廠放流入湖泊的水質所展開的處理技術的組合為比三級處理更

高水準的處理而導入之高級處理在本處理上導入臭氧及生物活性碳使

處理水水質更為良好以降低流入水之負荷本高級處理為採多段進流缺氧

好氧（TNCU 分段式進流）並添加甲醇及第一次 PAC以去氮除磷如圖

22-2 所示

圖 22-2 高級處理流程例

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

14

223 中鋼案例

煉鋼必須使用大量水以冷卻鐵水及鋼胚中鋼公司為確保供水無虞積

極開發新水源自民國 92 年起分別評估薄膜過濾逆滲透或電透析等高級

處理技術回收利用排放水的可行性選用 COD 及氨氮濃度較低之冷卻洗

塵廢水及冷軋廢水做為再生水水源廢水經進一步純化可用於冷卻水塔

純水系統及鍋爐補充水其處理流程圖 22-3 所示中鋼公司原水電導度約

2000 ~ 4800 μScm經 UFRO 處理後產水電導度降低至 100 ~ 200 μ

Scm再經離子交換樹脂處理後純水電導度低於 03μScm(曾震雄2011)

砂濾系統

工業廢水26530CMD

UF系統

RO系統

離子交換樹脂系統

530CMD

26000CMD

23500CMD

2500CMD

9400CMD

150CMD RO CIP

450CMD

再生用水

9450CMD4500CMD

9000CMD

操作參數

進流控制40-50 mhr

一天反洗一次

回收率90

回收率60

採4BST設計 兩天再生一次

純水13500CMD

圖 22-3 中鋼再生水廠處理流程圖

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

15

224 日月光案例

日月光公司於民國 104 年於楠梓加工出口區內建置工業廢水回收再利

用廠分兩階段進行第一期回收利用量約每日 10000 立方公尺第二期回

收再利用量每日 20000 立方公尺再生水處理流程為收集放流水後在前

端處理採用生物活性碳系統使 COD(化學需氧量)下降以減少生物生長的

營養來源以保護後段薄膜不受生物污堵(Bio-Fouling)影響接著再經

MMF 單元(多層過濾器)處理藉由砂濾篩除懸浮固體物去除率達到

999最後經由 UF(超濾)及 RO(逆滲透)單元攔阻細小顆粒及膠體物質等

污染物而提升水質處理流程如圖 22-4 所示(朱敬平2011)

調勻池pH

調整池BAC

系統沉澱池

MMF

系統過濾水池

UF

系統UF

儲存桶RO

系統RO

儲存桶供應各廠

ROR

收集池

污泥廢棄

逆洗水收集池

UF酸鹼排水收集池

pH

中和池放流池

開放管路

緊急處置-放流水回抽

一般進流水

RO濃縮水

圖 22-4 日月光公司中水回收處理流程圖

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

16

23 膜設備純水系統

231 印刷電路板案例

印刷電路板案例主要產品為覆晶載板與印刷電路板產量約為 1178

萬平方英呎月整廠用水量約為 3000 CMD水源為自來水以製程用水

為最大宗用水單元為各製程單元間之清洗槽目前多數機台皆採多段式逆

流方式清洗前段清洗水水質要求較低可直接使用自來水清洗後段清洗

水之水質要求較高通常使用 RO 等級純水根據製程單元水質需求不同

部分經離子交換程序軟化處理部分用水進一步以 RO 系統純化主要標的

用途為各單元後段清洗用水如圖 23-1 所示(中興工程2005)

圖 23-1 RO 水製程及用水比例

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

17

232 晶圓半導體製造業案例

晶圓半導體製造業案例半導體製造程序中需使用相當多的超純水

據經濟部技術處估計六吋晶圓製造之超純水總用水量為 l 噸片而八

吋晶圓為 25-30 噸片若提升至十二吋晶圓則總用水量將遽增至 10-15

噸片以晶圓清洗步驟為例在製造過程中需經過多次的蝕刻每次都需

要以超純水將其上之各種化學品清洗乾淨半導體製程工廠主要廢水包括

製程廢水純水系統廢水及廠務廢水純水製造系統為提供製程設備清洗

晶圓表面雜質所需之超純水隨著半導體的製程進步晶圓圖案元件的複

雜度及積集度的持續增加其表面的微量雜質劣化原件的特性與可靠度的

機會愈高由於每一製程均有洗淨步驟故晶圓被重複的清洗以去除表面

雜質如圖 23-2 所示(林昱宏2000)

圖 23-2 半導體業純水系統

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

18

第三章 研究方法與步驟

31 研究架構

收集各水再生廠系統與純水廠系統膜設備之操作參數回收率膜通量

及去除率等資訊進而以文獻收集之比較水再生廠系統與純水廠系統評估

處理成效建立最佳操作條件參數以達到經濟效益下又能使系統具有優良

之成效實驗研究架構如下圖 31-1 所示

膜設備水再生系統與純水系統成效之比較

文獻蒐集與整理

案例廠收集彙整與選擇

去除率膜通量回收率

水再生與純水系統成效分析

結果與討論

A廠

B廠

C廠

D廠

E廠

F廠

圖 31-1 本研究架構圖

19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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19

32 案例廠及其處理流程

分別探討水回收系統與純水系統之設計原水量產水量和主要膜處理

單元如表 32-1 與表 32-2 所示

表 32-1 水回收案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

A 廠 石化廠 製程

廢水 製程用水 5700CMD 3920CMD MBR-RO

B 廠 軟板廠 製程

廢水 製程用水 852CMD 528CMD MMF-UF-RO

C 廠 電子廠 電鍍

廢水 製程用水 7992CMD 624CMD ACF-RO-RO-UV

註MBR 為生物薄膜單元RO 為逆滲透單元MMF 為微過濾單元UF 為

超過濾單元ACF 為活性碳單元UV 為紫外線消毒單元

表 32-2 純水案例廠之基本設計概念

案例廠

編號 行業別

水質

來源

用途

類型

設計水量 主要流程

原水量 產水量

D 廠 發電廠 河水 鍋爐用

超純水 4800CMD 2880CMD

MMF-ACF-RO-

RO-MB

E 廠 太陽能

面板廠 自來水

製程用

純水 1848CMD 1200CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

F 廠 電子廠 自來水 製程用

純水 600CMD 480CMD

MMF-ACF-RO-

RO-EDI-UV

註 RO 為逆滲透單元MMF 為多層過濾單元ACF 為活性碳單元UV

為紫外線消毒單元EDI 為電流去離子系統MB 為混床式離子交換樹脂系

統

20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

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20

321 A 案例廠

一 原水特性

A 廠為煉油石化廠因改建環評說明書針對廢水回用方面要求改建進

行回用處理使水資源有效利用廢水回收再利用整廠廢水類別及水量

依據分類處理原則將製程有機性及公用無機性廢水儘量分流利用現有廢

水處理廠處理及新增回收系統處理新設回收系統主要是 MBR+RO 處理流

程來源水的有機廢水主要水量是製程廢水無機廢水主要水量是冷卻水塔

的排放水

二 設計水質水量

水回收處理量設計為5700CMD產水量為3920CMD原水水質 TS

1918 mgL鈣220 mgL鎂50 mgL鈉303 mgLHCO351 mgLpH

624COD80 mgL NO35 mgLK5 mgLNH45 mgLPO41 mgL

氯鹽474 mgL硫酸鹽750 mgLCO231 mgLSiO232 mgL

三 流程圖

A案例廠主要採用逆滲透系統作水回收處理系統回收率達685流

程如圖321所示

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

21

進水加藥泵浦進水量291CMH

RO過濾器 RO高壓泵浦RO系統

回收率685

產水量542CMH

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

MBR 製程用水

圖 32-1 A 廠流程圖

322 B 案例廠

一 原水特性

B 廠為軟板廠主要生產半導體凸塊製作新設廢水回收處理設備主

要是擴產需求水量但無法再取得新水權回收系統處理的來源水主要水

量是回收製程中的廢水利用MMF多層過濾器去除原水中懸浮固體物(SS)

截留此粒子成一分離相而通過乾淨之過濾液而此截留之粒子經由逆洗水

量攜帶脫離再經 UF+RO 廢水回收處理系統產水提供製程所需的用水

解決缺水問題

二 設計水質水量

水回收處理量UF設計量為852CMDRO產水量為528CMD

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

22

三 流程圖

B案例廠由MFUF及逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透回收率達70

流程如圖32-2所示

原水槽進水量355 CMH

pH調整槽1 pH調整槽2 中繼過濾槽 MMF UF原水儲槽 UF濾帶機

UF抑菌加藥機

UF系統回收率90

UF產水儲槽 RO預濾器 RO預濾器RO系統

回收率70

RO水儲槽產水量22CMH

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

SBS

加藥機抑垢加藥機

NaOH

加藥機

CEB

NaOC1

加藥機

CEB

NaOH

加藥機

CEB

HC1

加藥機

CEB

CIP

製程用水

圖 32-2 B 廠流程圖

323 C 案例廠

一 原水特性

C 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板在新設純水處理系統後再加上

回收處理系統因應製程水量需求增加將製程段電鍍廢水經廢水回收

TWO PASS RO 系統處理後供應製程用水及增加全廠原水量

二 設計水質水量

水回收處理量活性碳系統設計量為7992CMDRO產水量為624CMD

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

23

三 流程圖

C案例廠由導電膜逆滲透及UV等處理單元串聯而已其中逆滲透分

為兩階段第一階段回收率達80第二階段回收率達90流程如圖32-3

所示

緩衝槽進水量333CMH

原水槽 ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統回收率80

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率90

RO儲槽產水量

26 CMH

TOC UV UV

pH(酸)

加藥機pH(鹼)

加藥機抑垢加藥機

製程用水

圖 32-3 C 廠流程圖

324 D 案例廠

一 原水特性

D 廠是發電廠是島外造紙業廠內自有的動力發電廠因擴建汽電共生

鍋爐發電設備故擴產純水處理系統新設的純水處理設備的主要來源水是

抽取當地河水經前處理及 TWO PASS RO+後段 MB產水超純水直接供

應汽電共生鍋爐發電設備使用

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

24

二 設計水質水量

純水處理設計量為4800CMDRO產水量為2880CMD原水水質pH

6-75導電度lt500 μScmSiO2lt60 mgL總硬度lt250 CaCO3 mgL鹼度

lt125 mg CaCO3L總離子lt01 ppm濁度lt15 NTU色度lt20 HzFree R-

Chlorinelt1 ppm溫度25-30

三 流程圖

D案例廠由MF逆滲透等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段回

收率分別為70與85流程如圖32-4所示

原水加壓泵浦 MMF ACF 袋濾機前處理水儲槽

風車

PASS1 RO

預濾器

抑垢加藥機

抑菌加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率70

PASS1 RO

中繼儲槽PASS2 RO

預濾器

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO緩衝儲槽

RO

CIP預濾器

RO

CIP藥槽

MB混床 SiO2樹脂塔軟化水儲槽產水量

120CMH

HCl 32

儲槽NaOH 48

儲槽

鍋爐用水

圖 32-4 D 廠流程圖

25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

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3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

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5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

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25

325 E案例廠

一 原水特性

E 廠是能源科技廠主要是生產太陽能模組板島外新建設廠純水處

理系統來源供應水主要是取用當地自來水經 RO+EDI 純水處理系統超

純水產水電導度 18MΩ供應製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為1848CMDRO產水量為1200CMD原水水質導電

度160 μScmTS99 mgL鈣50 mgL總硬度75 CaCO3 mgL鎂

25 mgLCl55 mgL硫酸鹽5 mgLpH66SiO2108 mgL

三 流程圖

E案例廠由MF逆滲透及EDI等處理單元串聯而已逆滲透分為兩階段

回收率皆為85流程如圖32-5所示

原水儲槽進水量25CMH

MMF ACF前處理水儲槽

RO預濾器

pH(酸)

加藥機抑垢加藥機

SBS

加藥機

PASS1 RO系統回收率85

PASS2

pH(鹼)

加藥機

PASS2 RO系統回收率85

RO儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量

222CMH

Primary

Polisher

預濾器UV

CIP槽桶

製程用水

圖 32-5 E 廠流程圖

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

26

326 F 案例廠

一 原水特性

F 廠是電子廠主要生產軟性銅箔基板擴產能新設純水處理設備主

要來源水取用自來水經 RO+EDI 純水處理系統產水超純水電導度 18M

Ω供製程使用

二 設計水質水量

純水處理設計量為600CMDRO產水量為480CMD

三 流程圖

F案例廠由MF逆滲透EDI及UV等處理單元串聯而已逆滲透分為兩

階段回收率分別75與85流程如圖32-6所示

原水儲槽 自吸桶 MMF ACF 進水儲槽 RO預濾器PASS1 RO系統回收率75

PASS1

pH(酸)

UF抑垢加藥機

RO中間水槽PASS2 RO

預濾器

PASS1

pH(鹼)

PASS2 RO系統回收率85

RO水儲槽 EDI預濾器EDI系統

回收率90

DI水儲槽產水量50CMH

TOC UVPrimary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

製程用水

圖 32-6 F 廠流程圖

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

27

33 評估比較參數

本研究針對水再生及純水系統評估指標分別為膜通量回收率去除

率及透膜滲透壓力參數評估 RO 系統之成效詳細評估指標如下所示

1 膜通量

J =119881

(119860 times 119879)

式中 J膜通量(Lm-2h-1)

V過膜之水樣體積(L)

A膜之有效面積(m2)

T過膜之時間(h)

2 回收率

R =1198761198821198760

times 100

式中R回收率()

Q0原水之流量(CMD)

QW產水之流量(CMD)

3 去除率

Re() =1198981 minus1198982

1198981times 100

式中Re去除率()

m1進流水物質濃度(mgL)

m2出流水物質濃度(mgL)

(1)

(2)

(3)

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

28

4 透膜滲透壓力

π = n times ∆c times R times T

式中n離子之數量

c過膜之濃度差

R理想氣體常數

T絕對溫度(k)

(4)

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

29

第四章 結果與討論

本研究選定六個事業廠分別以 A-F 廠作為膜設備水再生系統與純水

系統分析A-C 廠為水再生處理系統D-F 廠為純水處理系統分析設計參

數與操作成效以評估水再生系統及純水系統之膜通量回收率去除率及

成本分析並探討水再生系統與純水系統設計水質及成效之差異供水再

生系統及純水系統行業別參考基準以達有效水質處理目的之成效

41 水再生系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個水再生處理系統案例廠分別為 AB 及 C 廠作為

設計與操作成效比較而 A 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與

操作分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操

作成效及設計操作比較項目說明

411 A 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 41-1 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

625鈣濃度為 220 mgL鎂濃度為 50 mgLCOD 濃度為 80 mgL氯鹽

濃度為 474 mgL 及 SiO2濃度為 32 mgL設計 RO 回收率為 685

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

30

表 41-1 A 廠原水設計條件基準

項目 參數 項目 參數

總固體含量 1918 mgL K 5 mgL

鈣 220 mgL NH4 25 mgL

鎂 50 mgL PO4 1 mgL

鈉 303 mgL 氯鹽 474 mgL

HCO3 51 mgL 硫酸鹽 750 mgL

pH 6-9 CO2 31 mgL

COD lt50 mgL SiO2 32 mgL

NO3 5 mgL RO 回收率 685

二 主要設計參數

A 廠為一道 RO 系統處理單元進水量為 791 噸小時經 RO 系統之

排放量為 232 噸小時RO 系統處理之回收率及去除率分別為 685及

96膜通量為 87 Lm2hr如表 41-2 所示

表 41-2 A 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 542 噸HR at 25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 685

進水量 791 噸HR

排放量 232 噸HR

膜通量 87 Lm2hr

數量 共三套 RO SYSTEM

31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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31

三 主要設備規格

A廠水再生處理廠主要流程為過濾器rarrRO膜而 RO膜面積為 400 ft2

數量為 75 支其總 RO 膜面積為 30000 ft2主要設備包含 RO 進水加壓泵

浦過濾器RO 高壓泵浦RO 膜及 CIP 精密過濾器詳細設備規格如表

41-3 所示A 廠水再生系統主要設備流程圖如圖 41-1 所示

表 41-3 A 廠主要設備規格

主要設備 規格

RO 進水加壓泵浦

1 設備編號P-4006AS

2 廠牌STAIRS

3 型式FSBL 150-250

4 材質SUS316L

5 流量275 m3HR35 Mh

6 馬力50HP3Φ3W460V60HZ

7 出入口徑150A200A(150RF)

8 H配件 進出口蝶閥 SUS316L逆止閥

SUS316L

9 I數量二台(1run1stadby)

過濾器

1 設備編號F4002ABCS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM20-4

4 流量80CMH

5 濾蕊5μ x 40rdquo x 20 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量四座(3run1standby)

RO 高壓泵浦

1 設備編號P-4018A~F

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBN 90-4-2

3 材質SUS316L

4 廠牌STAIRS

5 流量92m3hr125mH

6 馬力60HP 3Φ3W460V60HZ

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

32

7 出入口徑100A(150RF)

8 數量六台

RO 膜

1 型號HYPROC10 抗垢膜

2 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

3 面積400FT2

4 數量75 支1SKID

CIP 精密過濾器

1 設備編號F-4008AS

2 廠牌CIAN-YAN

3 型式CM18-4

4 流量68CMH

5 濾蕊5μx 40rdquox18 支

6 管徑100A (150RF)

7 材質SUS316L

8 數量二座(1run1stadby)

RO過濾器 RO高壓泵浦 RO系統

CIP預濾器NaOH(45)

輸送泵浦HCl(32)

輸送泵浦

CIP藥槽

圖 41-1 A 廠主要設備流程圖

四 操作成效條件

表 41-4 為 A 廠水再生案例之實際操作分析數值採樣分析點為 RO-B

套過濾後及 ROR以及 RO 產水桶RO 產水桶分析之 pH 值為 74電導

度為 245 μScm總硬度為 5 ppm鈣硬度為 2 ppm氯鹽濃度為 50 ppm

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

33

SiO2濃度為 47 ppm全鐵濃度 005 ppmCOD 濃度為 13 ppm經 RO 系

統可將高濃度物質降低以達水再生水質之使用目的

表 41-4 A 廠實際操作數值

項目

採樣點

RO- B 套 RO- B 套 RO

過濾後 ROR 產水桶

pH 79 80 74

電 導 度(μScm) 2450 6630 245

M-Alkalinity

as CaCO3 ppm (M-

鹼度) 194 559 28

Total Hardness

as CaCO3 ppm

(總硬度) 350 1100 5

Calcium Hardness

as CaCO3 ppm

(鈣硬度) 225 710 2

Chloride

as Cl ppm (氯化鹽) 312 891 50

sulphate

as SO4 ppm(硫酸鹽) 633 2029 11

Silica as SiO2 ppm

(矽酸鹽) 19 48 47

Total Ironas

as Fe ppm (全鐵) 004 005 005

Total phosphate

as PO4 ppm (TP) (總

磷酸鹽)

48 127 05

COD (ppm) 38 134 13

Al (ppm) lt02 032 lt02

Mn (ppm) 004 004 003

Na (ppm) 407 1212 487

TDS (ppm) 1700 4920 180

總菌數(CFUml) 36times100 111times100 ndash

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

34

五 設計操作比較

表 415 為 A 廠設計及操作分析值比較設計參數與實際操作參數之差

異設計與操作條件分別為原水及產水項目結果顯示設計條件之原水 pH

值為 624SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 50 mgL設計產水之 pH 值

為 5~7SiO2濃度 32 mgLCOD 濃度小於 15 mgL 之產水水質條件A 廠

實際操作條件之導電度為 2392 μScmSiO2濃度 19 mgLCOD 濃度為 40

mgL總硬度為 345 mgL操作產水分析之導電度為 205 μScmSiO2濃度

47 mgLCOD 濃度為 13 mgL總硬度為 5 mgL具有良好之過濾效果

且實際操作之原水與產水條件分析皆小於設計條件數值其誤差並不大

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

35

表 415 A 廠設計與操作數值比較

項目 設計條件 操作條件

原水 產水 原水 產水

pH 624 5~7 792 687

導電度 ndash ndash 2392 μScm 205 μScm

總固體物 1918 ndash ndash ndash

SiO2 32 32 19 47

COD lt 50 lt 15 40 13

總磷 ndash ndash ndash 05

鹼度 ndash ndash 191 28

總硬度 ndash ndash 345 5

TDS ndash ndash ndash 180

HCO3 51 ndash ndash ndash

NO3 5 ndash ndash ndash

K 5 ndash ndash ndash

NH4 25 ndash ndash ndash

PO4 1 ndash ndash ndash

CO2 31 ndash ndash ndash

Ca 220 ndash ndash 2

Mg 50 ndash ndash ndash

Cl 474 ndash ndash 50

Na 303 ndash ndash 487

Fe ndash ndash 006 005

SO42- 750 ndash ndash 11

Al ndash ndash ndash lt02

Mn ndash ndash ndash 003

單位mgL

412 B 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-6 為水再生處理系統之原水設計條件水質基準設計條件 pH 為

36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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36

668二氧化矽濃度為 5189 mgL總硬度濃度為 15308 CaCO3 mgL 及 COD

濃度為 28 mgL設計 UF 及 RO 之回收率分別為 90及 70

表 41-6 B 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 668

導電度(microScm) 5189

二氧化矽(ppm) 95

總硬度 CaCO3(ppm) 15308

鹼度(ppm) 75

總鐵(ppm) 003

COD(ppm) 28

UF 回收率 90

RO 回收率 70

二主要設計參數

表 41-7 為 B 廠水再生系統之主要設計參數值RO 系統 pH 值控制範

圍為 2-11溫度小於 35進入 RO 系統水量及排放量為 314 tonhr 及 94

tonhr膜通量為 86 Lm2hr其回收率為 70之成效

表 41-7 B 廠主要設計參數

項目 設計值

造水量 22 噸HR AT25+10

pH 2-11

溫度 ＜35

去除率 96以上

回收率 70

進水量 314 噸HR

排放量 94 噸HR

膜通量 86 Lm2hr

數量 一套

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

37

三主要設備規格

表 418 為 B 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動砂過濾器

(MMF)rarrUF 系統rarrRO 系統主要設備流程圖如圖 41-2 所示UF 系統

之進水水量為 845CMD膜的孔徑為 08 μm經UF系統之產水量為 763CMD

回收效率為 90RO 膜之膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 70

表 41-8 B 廠主要設備規格

主要設備 規格

前處理進水泵浦

1 型式G310-100

2 廠牌川源

3 馬力10HP 3Φ3W380V60HZ

4 流量355m3hr 3kgcm2供水量

5 數量二台

全自動砂過濾器

1 型式MSD-3800

2 流量355 m3hr

3 濾材基礎礫石石英砂共 3800L

4 控制型式全自動 PLC 控制(逆洗mdash清洗mdash

供水)

5 面前管徑4rdquo

6 數量二塔

UF 進水加壓泵浦

1 型式G37-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 馬力7HP 3Φ3W380V60HZ

5 流量37m3hr 25kgcm2

6 數量二台

UF 袋濾機

1 型號BL-2

2 口徑3rdquo法蘭式 10K

3 材質SUS304

4 袋子數量50μ

5 濾袋2 號

6 數量一座

UF 系統 1 UF 膜X-FLOW AQUAFLEX-HP

2 膜材質PVDF

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

38

3 膜面積55m2

4 出水方式內壓式中空纖維膜

5 進水流率GROSS Flux48Lm2HR

6 淨通量NET Flux414Lm2HR

7 回收率90

8 每套膜支數14 支膜組套

9 膜孔徑08μm

10 進水水量3519CMH

11 產水量318CMH

12 循環量20CMH

13 逆洗量1925CMH(CEB 量 963CMH)

14 產水面積式流量計 3rdquo 1 支

15 基座材質SUS304配管材質 SCH80 PVC 一

式

16 數量一套

RO 加壓泵浦

型式CMI25-2

材質SUS304

廠牌GRUNDFOS

馬力62kw 3Φ3W380V60HZ

流量314m3hr 35kgcm2

數量二台

RO 預濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo12 支

管徑3rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 CRN 32-6-2

材質SUS316

廠牌GRUNDFOS

流量314THR13KG

馬力25HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑3rdquoflang

數量二台(一台啟動一台預備)

RO 膜

型號HYLFC3-LD

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

面積400ft2

數量30 支

CIP 預濾器

型式CM15-3

濾蕊5μ 30rdquo15 支

管徑3rdquo法蘭式10K

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

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Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

39

材質SUS304

數量一座

前處理進水泵浦

MMFUF

進水加壓泵浦UF濾帶機

UF系統RO

加壓泵浦RO預濾器 RO系統

CIP預濾器

圖 41-2 B 廠主要設備流程圖

413 C 廠設計與操作成效

一設計條件

表 41-9 為 C 廠原水設計條件基準數值該廠分為粗化後水洗T2(酸

性鍍銅)及陰電輪(鹼性鍍銅)三種水質特性以粗化後水洗水質之總溶解固

體物為 4 mgLT2(酸性鍍銅)水質之總溶解固體物為 276 mgL總硬度為

228 mgL銅及鐵濃度為 125 mgL 及 0022 mgL陰電輪(鹼性鍍銅)水質

之總溶解固體物為 79 mgL總硬度為 118 mgL氯鹽濃度為 54 mgL銅

及鐵濃度為 893 mgL 及 0035 mgL而 RO 系統分為 PASS-1 與 PASS-2

回收率為 80及 90

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

40

表 41-9 C 廠原水設計條件基準

項目 單位 粗化後

水洗

T2

(酸性鍍銅)

陰電輪

(鹼性鍍銅)

濁度 NTU 010 015 010

總溶解固體物 mgL 4 276 79

總硬度 mg CaCO3L ND 228 118

鹼度 mg CaCO3L ND ND 253

COD mgL ND ND ND

磷酸鹽 mgL 0005 ND 0791

硫酸鹽 mgL ND 725 ND

硝酸鹽氮 mgL ND ND ND

二氧化矽 mgL ND ND ND

氯鹽 mgL ND ND 54

氰化物 mgL ND ND ND

銅 mgL 0006 125 893

鐵 mgL ND 0022 0035

TOC mgL ndash ndash 04

pH ndash 6 37 86

二主要設計參數

表 41-10 為 C 廠水再生系統之主要設計參數值該廠 RO 為兩道系統

分別為 PASS-1 RO 系統及 PASS-2 RO 系統PASS-1 RO 系統設計進水量為

334 tonhr去除率與回收率分別為 96及 80膜通量為 91 Lm2hr

再經 PASS-2 RO系統設計之進水量為 29 tonhr去除率與回收率分別為 96

及 90膜通量為 108 Lm2hr整體水再生系統總回收率為 72

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

41

表 41-10 C 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 29 噸HR AT25

+10

261 噸HR AT25

+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 80 90

總回收率 72

進水量 334 噸HR 29 噸HR

回流量 29THR 29THR

排水量 73 噸HR ndash

膜通量 91 Lm2hr 108 Lm2hr

數量 一套 一套

三主要設備規格

表 4111 為 C 廠主要過濾設備名稱及規格主要程序為全自動活性碳

過濾器(ACF)rarrPASS-1 RO 系統rarrPASS-2 RO 系統系統rarrTOC UV 紫外線殺

菌器rarrUV 紫外線殺菌器其主要設備流程圖如圖 41-3 所示PASS-1 RO

系統之設計膜面積為 400 ft2數量為 30 支回收率為 80PASS-2 RO 系

統之設計膜面積為 440 ft2數量為 20 支回收率為 90

表 41-11 C 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動活性碳過濾器

1 型式AC-1500

2 材質FRP 桶

3 流量334THR

4 濾材活性碳 1500L(830mesh)

5 控制器氣缸蝶閥3rdquo5 只塔材質FC20

DISC-SUS304

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

42

6 塔身48rdquoΦ72rdquoH上下開 6rdquo法蘭

7 管徑3rdquoSCH80 配管

8 數量二塔1run1standby

PASS-1 RO 前處理精

密過濾器

1 廠牌CIAN YAU

2 型式CM 12-3

3 材質SUS304

4 濾蕊5μ 30rdquo 12 支

5 管徑3rdquo法蘭式10K

6 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 廠牌STAIRS

2 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI 32-9F

3 材質SUS304

4 流量363M3HR 198KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

6 出入口徑2-12rdquoFlang

7 配件避震軟管 20KF 80A防震基座

8 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 PROC10

3 面積400FT2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量30 支

PASS-2 RO 膜

1 廠牌HYDRANAUTICS

2 型號8040 低壓膜 ESPA2 MAX

3 面積440ft2

4 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

5 數量20 支

UV 進水加壓泵浦

1 廠牌WALRUS

2 型式TPH25T5KNF

3 材質SUS316

4 流量334M3HR 42MH

5 馬力8000W3Φ3W380V60HZ

6 數量二台1run1standby

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 廠牌CROWN

2 型式UV-842x4-TH

3 流量 26THR(120GPM)

4 波長185NM

5 總瓦特數576W

6 電壓頻率220V60HZ

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

43

7 照射強度(μw-secc )＞90000

8 燈管數量4 支

9 出入口徑2rdquo

1 數量一台

UV 紫外線殺菌器

2 廠牌CROWN

3 型式UV-842x4-TH

4 流量 26THR(120GPM)

5 波長254NM

6 總瓦特數576W

7 電壓頻率220V60HZ

8 照射強度(μw-secc )＞30000

9 燈管數量4 支

10 出入口徑2rdquo

10 數量一台

活性碳加壓泵浦

ACFPASS1 RO

預濾器PASS1 RO系統

PASS2 RO系統UV

加壓泵浦UV

RO

高壓泵浦

圖 41-3 C 廠主要設備流程圖

42 純水系統之設計與操作成效

本小節以介紹三個純水處理系統案例廠分別為 DE 及 F 廠作為設計

與操作成效比較而 D 廠則有提供實際操作分析條件可作為設計與操作

分析之比較各廠分別以設計條件主要設計參數主要設備規格操作成

效及設計操作比較項目說明

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

44

421 D 廠設計與操作成效

一 設計條件

表 42-1 為 D 廠設計條件為 pH6~pH75導電度為小於 500 μScm總

硬度為小於 250 CaCO3 mgL鹼度為小於 125 mg CaCO3L濁度為小於 15

NTU色度為小於 20 Hz溫度為 25~30SiO2為小於 60 mgL

表 421 D 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 6-75

導電度 lt500 μScm

SiO2 lt60 mgL

總硬度 lt250 CaCO3 mgL

鹼度 lt125 mg CaCO3L

總離子 lt01 ppm

濁度 lt15 NTU

色度 lt20 Hz

Free R-Chlorine lt1 ppm

溫度 25-30

二 主要設計參數

表 42-2 為 D 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 141 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 70膜通量為 115

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 120 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

45

表 42-2 D 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 141 噸HR AT25+10 120 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 96以上

回收率 70 85

總回收率 595

進水量 2014 噸HR 1412 噸HR

排放量 604 噸HR 212 噸HR

膜通量 115 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 1 套 1 套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-3 所示主要設備流程由圖 42-1 所示

表 42-3 D 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型號EAZS 10020-37002

2 材質FC20

3 廠牌STAIRS

4 口徑進 125A出 100A

5 電壓50HP3Φ3W380V50HZ

6 揚程水量供水量 181CMH40MH

逆洗量 271CMH30MH

7 數量2 台1run1standby

全自動多層過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量181THR

3 規格3200mmφ1800mmH 1012mmt

4 材質SS41+EPOXY+NR 5mmt(軟膠)

5 濾材基礎礫石石英砂無煙煤 12800L

6 管徑8rdquo面前碳鋼管配置

7 數量2 塔1run1standby

袋濾機 1 型號BFM5-2-6F

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

46

2 材質SUS304

3 濾袋10μ5 只

4 處理量181CMH

5 口徑6rdquo法蘭式10K

6 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 進水

加壓泵浦

1 型號EAZB 10016-30002

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 流量2014CMH30MH

6 出入口徑5rdquo

7 數量2 台1run1standby

PASS-1RO 過濾器

1 型號52DL4

2 材質SUS304

3 濾心40rdquo52 支

4 濾心孔徑5μ

5 流量2014CMH

6 進出口徑8rdquo法蘭式10K

7 數量2 座1run1standby

PASS-1RO 高壓泵浦

1 型號SBI 120-6-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量1005CMH1 台容量135MH

2014CMH2 台同時 RUN 容量135MH

5 電壓75HP3Φ3W380V50HZ

6 變頻器75HP

7 數量3 台2run1standby

PASS-1RO 膜

1 型號NITTO DENKOLFC3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量144 支

PASS-2RO 加壓泵浦

1 型號EAZB 8016-30002Φ174

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 電壓40HP3Φ3W380V50HZ

5 揚程水量140CMH35MH

6 口徑進 100A出 80A

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 前處理

精密過濾器

1 型號37DL4

2 材質SUS304

47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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47

3 水量141CMH

4 濾心40rdquo37 支

5 濾心孔徑5μ

6 進出口徑6rdquo法蘭式10K

7 數量2 台1run1standby

PASS-2RO 高壓泵浦

1 型號SBI 64-7-1

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 容量706CMH1 台容量142MH

1412CMH2 台同時 RUN 容量142MH

5 電壓50HP 3Φ3W380V50HZ

6 變頻器50HP

7 數量3 台2run 1standby

PASS-2RO 膜

8 型號NITTO DENKOCPA3

9 面積400FT2

10 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

11 數量84 支

RO CIP 精密過濾器

1 型式30DL4

2 材質SUS304

3 濾蕊5μ40rdquo30 支

4 管徑5rdquo法蘭式10K

5 數量1 座

MB 進水泵浦

1 型式EAZB 6520-22002 ψ195

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量120CMH4KG

5 口徑進 80A出 65A

6 馬力30HP3Φ3W380V50HZ

7 數量2 台1run1standby

全自動雙塔混床

1 桶身SS41 鋼板焊製+NR 5mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 濾材3000L

a 陽離子交換樹脂1000 公升

b 陰離子交換樹脂2000 公升

4 控制氣缸蝶閥自動操作控制

5 能力120THR

6 混床再生劑量NaOH(45)--＞44444KG 每次

HCL(32)--＞3125KG 每次

7 數量2 塔1run1standby

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

48

SiO2 Polisher

可再生精製陰塔

1 桶身SS41 鋼板焊製NR 4mmt(軟膠)

2 規格1700Φ2700H88mmt

3 控制a氣缸蝶閥自動操作控制

4 能力120CMH

5 濾材陰離子交換樹脂 3000L

6 再生劑量 NaOH(45)--＞26667KG 每次

7 數量1 塔

原水加壓泵浦

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

進水加壓泵浦

PASS1 RO

預濾器PASS1 RO

高壓泵浦PASS1

RO系統PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器

PASS2

RO系統PASS2 RO

高壓泵浦MB混床 SiO2樹脂塔

MB

進水加壓泵浦

圖 42-1 D 廠主要設備流程圖

三 操作條件

Raw WaterPass 1 PermeatePass 2 PermeateMB Outlet 及 SP Outlet(Demin

Water Product)操作條件如表 42-4 所示

表 42-4 D 廠實際操作數值

項目 Raw Water Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate MB Outlet

SP Outlet(Demin

Water Product)

pH 730 642 646 698 701

導電度 3318 μScm 588 μScm 359 μScm 006 μScm 009 μScm

SiO2 439 ppm 353 ppb 922 ppb 469 ppb 407 ppb

SiO2去除率 ndash 9922 ndash ndash 042

原水去除率 ndash 9922 9998 9999 ndash

PASS1 去除率 ndash ndash 9725 ndash ndash

PASS2 去除率 ndash ndash ndash 4865 ndash

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

49

四 設計操作比較

D 廠之操作數值 pH導電度與 SiO2均符合設計條件如表 42-5 所示

表 42-5 D 廠設計與操作數值比較

項目

設計條件 操作條件

原水 產水 原水

產水

Pass 1

Permeate

Pass 2

Permeate

pH 6-75 6-75 715 642 646

導電度 lt500 μScm lt05 μScm 318 μScm 588 μScm 359 μScm

SiO2 lt60 ppm lt20 ppb 4098 ppm 353 ppb 922 ppb

總硬度

lt250

CaCO3

mgL

lt 1 CaCO3

mgL

186 CaCO3

mgL ndash ndash

鹼度 lt125 mg

CaCO3L

lt 1 mg

CaCO3L ndash ndash ndash

總鐵 lt01ppm lt10 ppb 25 ppm ndash ndash

總離子 lt01 ppm ndash ndash ndash ndash

濁度 lt15 NTU ndash ndash ndash ndash

色度 lt20 Hz ndash ndash ndash ndash

Free R-

Chlorine lt1 ppm ndash ndash ndash ndash

溫度 25-30 ndash ndash ndash ndash

SiO2去除率 ndash ndash ndash 9922 ndash

原水去除率 ndash ndash ndash 9922 9998

PASS1 去除率 ndash ndash ndash ndash 9725

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

50

422 E 廠設計與操作成效

一 設計條件

E 廠設計條件為導電度為 160 μScm總硬度為 75 CaCO3 mgLTS 為

99 mgL鈣為 50 mgL鎂為 25 mgLPASS-1 與 PASS-2 之 RO 系統回收

率為 75及 85如表 42-6 所示

表 42-6 E 廠原水設計條件基準

項目 參數

導電度 160 μScm

TS 99 mgL

鈣 50 mgL

鎂 25 mgL

總硬度 75 CaCO3 mgL

Cl 55 mgL

硫酸鹽 5 mgL

pH 66

SiO2 108 mgL

鹼 60 mgL

PASS-1 RO 回收率 75

PASS-2 RO 回收率 85

二 主要設計參數

表 42-7 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 65 噸pH

為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 75膜通量為 97 Lm2

hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 553 噸pH 為 2~11溫度小

於 35及回收率為 85膜通量為 138 Lm2hr

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

51

表 42-7 E 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 65 噸HR AT25+10 553 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 75 85

總回收率 634

進水量 769 噸HR+PASS TWO 65 噸HR

回流量 98THR ndash

排放量 217 噸HR 98 噸HR

膜通量 97 Lm2hr 138 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-8 所示主要設備流程由圖 42-2 所示

表 42-8 E 廠主要設備規格

主要設備 規格

原水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質FC20

3 廠牌川源

4 流量77M3HR 33MH 供水量

1155M3HR 逆洗量

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

全自動砂過濾器

1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

3 規格2200mmΦ1500mmH 8mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 石石英砂

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

全自動活性碳過濾器 1 型式圓桶直立密閉式

2 流量77THR

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

52

3 規格2200mmΦ1500mmH8 mmt

4 材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

5 濾材4800L 活性碳礫石2 分基礎石 928L

6 管徑5rdquo面前鍍鋅鋼管主管

7 數量一塔

RO 進水加壓泵浦

1 型式G325-150-2P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量87M3HR 30MH

5 馬力25HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM22-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 22 支

3 管徑5rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-1 RO 高壓泵浦

1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI90-6-2

2 材質SUS304

3 廠牌STAIRS

4 流量867M3HR 125KG

5 馬力60HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

1 型號8040CPA3-LD

2 面積400FT2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量65 支

PASS-2 RO

進水加壓泵浦

1 型式G315-1002P

2 材質SUS304

3 廠牌川源

4 流量65M3HR 30MH

5 馬力15HP 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 前處理

精密過濾器

1 型式CM18-4

2 濾蕊5μ 40rdquo 18 支

3 管徑4rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

PASS-2 RO 高壓泵浦 1 型式白鐵多段高壓泵浦 SBI64-6-2

2 材質SUS304

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

53

3 廠牌STAIRS

4 流量65M3HR 12KG

5 馬力40HP 3Φ3W380V50HZ

6 出入口徑4rdquoFlang

7 數量二台1run1standby

PASS-2 RO 膜

1 型號8040 低壓膜ESPA MAX

2 面積440ft2

3 尺寸8rdquoΦ40rdquoL

4 數量35 支

EDI 進水加壓泵浦

1 型式TPH50T4KNF

2 材質SUS316

3 廠牌WALRUS

4 流量275M3HR 6KG

5 馬力11600W 3 Φ3W380V50HZ

6 數量二台1run1standby

精密過濾器

1 型式CL7-4

2 濾蕊1μ 40rdquo 7 支

3 管徑3rdquo法蘭式10K

4 材質SUS304

5 數量一座

EDI 系統規格

1 產水量25M3HR

2 廠牌E-CELL MK-3X

3 Stake五組

4 操作原理以電流使正負離子移動並連續再生

樹脂

5 優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空

間小

TOC UV 紫外線

殺菌器

1 型式CDL-AB440B

2 處理流量440GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長185NM

5 燈管每支瓦特數190W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量10 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑4rdquo法蘭

12 控制箱材質SUS304

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

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New York pp 1011-1088 (1996)

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4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

54

13 數量一台

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH-600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量四塔2run2standby

Final Polisher 核能級

精製混床塔

1 名稱超純水用混床交樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧ meqml(氫型)

陰樹脂≧ meqml(氫氧型)

4 流量10-60mh

5 塔身FRP+上集散H173下集

散HD6600B1(下六爪)30rdquoΦ72rdquoH600L(6rdquo

法蘭上下開)

6 數量二塔

絕對過濾器

1 型式CM15-4

2 濾蕊004μ40rdquo15PCS(004-40P8E-R)222 管

徑4rdquo法蘭式10k

3 材質SUS304

4 數量一座

UV 紫外線殺菌器

1 型式VAL-100

2 處理流量120GPM

3 廠牌PURETEC

4 波長254NM

5 燈管每支瓦特數87W

6 電壓頻率220V50HZ

7 照射強度(μw-secc )＞30000

8 燈管數量4 支

9 燈管失效警告警報聲(斷績)

10 管体材質SUS304

11 出入口徑3rdquo法蘭 JIS10K(並聯後再轉成 4rdquo出

口)

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

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10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

55

12 控制箱材質SUS304

13 數量二台(2RUN)

原水泵浦 MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統RO

高壓泵浦

PASS2 RO系統EDI

加壓泵浦EDI預濾器 EDI系統

DI水儲槽產水量

Primary

Polisher

預濾器UV

圖 42-2 E 廠主要設備流程圖

423 F 廠設計與操作成效

一 設計條件

表42-9為純水處理系統之原水設計條件水質基準設計條件pH為75

二氧化矽濃度為 12 mgL總硬度濃度為 100 CaCO3 mgL 及總鐵濃度為 002

mgL設計 RO 之 PASS-1 與 PASS-2 回收率分別為 85及 85

表 42-9 F 廠原水設計條件基準

項目 參數

pH 75

導電度(microScm) 210

二氧化矽(ppm) 12

總硬度 CaCO3(ppm) 100

鹼度(ppm) 679

總鐵(ppm) 002

COD(ppm) ndash

PASS-1 RO 回收率() 85

PASS-2 RO 回收率() 85

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

56

二 主要設計參數

表 42-10 為 E 廠 PASS-1 RO 系統設計參數為產水量每小時 261 噸

pH 為 2~11溫度小於 35去除率為 96及回收率為 85膜通量為 92

Lm2hrPASS-2 RO 系統設計參數為產水量每小時 222 噸pH 為 2~11

溫度小於 35及回收率為 85膜通量為 130 Lm2hr

表 42-10 F 廠主要設計參數

項目 設計值

PASS-1 RO 系統 PASS-2 RO 系統

造水量 261 噸HR AT25+10 222 噸HR AT25+10

pH 2-11 2-11

溫度 ＜35 ＜35

去除率 96以上 ndash

回收率 85 85

總回收率 723

進水量 336 噸HR(PASS ONE) 261 噸HR

回流量 28 THR 39 噸HR

排放量 46 噸HR ndash

膜通量 92 Lm2hr 130 Lm2hr

數量 一套 一套

三 主要設備規格

主要設備由表 42-11 所示主要設備流程由圖 42-3 所示

表 42-11 F 廠主要設備規格

主要設備 規格

全自動砂過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L 石石英砂

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

57

數量一塔

全自動活性碳過濾器

型式圓桶直立密閉式

流量25THR

規格1200mmΦ1500mmH45mmt

材質SS41 鋼板焊製+EPOXY

濾材1300L(1131L 活性碳169L 石)

數量一塔

RO 前處理

精密過濾器

型式CM12-3

濾蕊5μ 30rdquo 12 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

RO 高壓泵浦

型式白鐵多段高壓泵浦 SBI32-8-2

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量336M3HR 17KG

馬力40HP 3Φ3W380V60HZ

出入口徑2-12rdquoFlang

數量二台1run1standby

PASS-1 RO 膜

型號8040 CPA3-LD

面積400FT2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量30 支

PASS-2 RO 膜

型號8040 低壓膜(ESPA2 MAX)

面積440ft2

尺寸8rdquoΦ40rdquoL

數量15 支

EDI 進水加壓泵浦

型式SBI20-4

材質SUS304

廠牌STAIRS

流量222M3HR 7KG

馬力75KW 3 Φ3W380V60HZ

數量二台1run1standby

精密過濾器

型式CL7-4

濾蕊1μ 40rdquo 7 支

管徑2-12rdquo法蘭式10K

材質SUS304

數量一座

EDI 系統規格 產水量20M3HR

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

58

廠牌E-CELL MK-3

Stake六組

操作原理以電流使正負離子移動並連續再生樹脂

優點1不需再生藥品 2無廢水問題 3所需空間小

Primary Polisher

核能級樹脂塔

1 名稱核能級樹脂

2 離子型陽樹脂氫型陰樹脂氫氧型

3 總交換容量陽樹脂≧17 meqml(氫型)

陰樹脂≧09 meqml(氫氧型)

4 比重陽樹脂 12-13

陰樹脂 105-110

5 塔身FRP+上下集散 30rdquoΦ72rdquoH-400L

6 數量二塔1run1standby

UV 紫外線殺菌器

型式UV-842x4-TH

波長254NM

流量120GPM

總瓦特數264W

電壓頻率220V60HZ

照射強度(μw-secc )＞30000

燈管數量4 支

出入口徑(本體)2rdquo

控制箱材質SUS304

管體材質SUS304

數量1 台

原水加壓泵浦

MMF ACFRO進水加壓泵浦

RO預濾器 PASS1 RO系統

PASS2 RO

進水加壓泵浦PASS2 RO

預濾器PASS2 RO

高壓泵浦PASS2 RO系統

EDI

加壓泵浦EDI預濾器

EDI系統DI水儲槽

產水量50CMH

Primary

Polisher

Final

Polisher預濾器 UV

RO

高壓泵浦

圖 42-3 F 廠主要設備流程圖

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

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3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

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6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

59

43 水再生及純水系統之比較

本小節介紹水再生 AB 及 C 廠以及純水回收 DE 及 F 廠之設計

水質之綜合分析主要以處理效率處理成本及設計水質特性分析再與水

再生廠及純水回收廠之實際操作條件進行綜合分析比較探討水再生系統

及純水回收系統之差異性作為水再生及純水系統建立之參考基準詳細綜

合分析及比較說明如下所示

431 水再生系統綜合分析

表 43-1 為水再生系統綜合分析表A 廠與 B 廠 RO 系統皆為一道而

C 廠 RO 系統分為兩道分別為 PASS-1 及 PASS-2A-C 廠之 RO(PASS-1)

膜通量分別為 87 Lm2hr86 Lm2hr 及 91 Lm2hrRO 系統總回收

率分別為 68570及 72如圖 43-1 及圖 43-2 所示顯示 C 廠有兩

道 RO 系統處理相對膜通量及回收率較 A 與 B 廠效率高A-C 廠水再生

系統電力成本分別為 32000 元1670 元及 2210 元則 3 廠平均造水成本

分別為 3000 元m31133 元m3及 1225 元m3另 A 廠 RO 系統之前處理

以 MBR 系統而費用相對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本有偏高現

象如圖 43-3 所示顯示 A 廠產水成本高於 B 與 C 廠B 及 C 廠設計導

電度分別為 1235 microScm 及小於 10 microScm總硬度濃度為 158 CaCO3 ppm

及 062 CaCO3 ppmA-C 廠設計之二氧化矽濃度分別為 32 ppm01 ppm

及小於 1 ppm

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

60

表 43-1 水再生系統綜合分析

項目 A 廠 B 廠 C 廠

RO 設備數量 PASS-1 PASS-1 PASS-1 PASS-2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 87 86 91 108

回收率() 685 70 80 90

總回收率() 685 70 72

去除率() 96 96 96 96

造水量

(m3day) 3920 528 624

處理

成本

電力(kWHR) 14545 1012 1339

電力(NT$) 32000 1670 2210

藥品(NT$) 15000 3006 4032

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1133 1225

設計

水質

特性

pH 值 5~7 606 5~8

導電度

(microScm) ndash 1235 lt 10

二氧化矽

(ppm) 32 01 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) ndash 158 062

鹼度(ppm) ndash 10 lt 1

總鐵(ppm) ndash 001 00065

COD(ppm) lt 15 8 ndash

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

61

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Membrane flux

A B C

圖 43-1 A-C 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

A B C

圖 43-2 A-C 廠回收率與去除率之比較圖

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

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flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

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20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

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(

)

0

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40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

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20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

62

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A B C

圖 43-3 A-C 廠產水成本之比較圖

432 純水系統綜合分析

表 43-2 為純水系統綜合分析表由於純水水質特性較為嚴格故 D

E 及 F 廠 RO 系統皆以 PASS-1 及 PASS-2 之兩套 RO 系統達到純水水質目

的D-F 廠之 RO 膜通量分別為 138 Lm2hr138 Lm2hr 及 130 Lm2

hr其 RO 系統總回收率分別為 595634及 723如圖 43-4 及圖 43-

5 所示D-E 廠純水系統電力成本分別為 11648 元5523 元及 2400 元

可發現造水量不同而影響電力成本之差異 3 廠平均造水成本分別為 1088

元m31218 元m3及 1250 元m3如圖 43-6 所示顯示 E 與 F 廠產水成

本高於 D 廠DE 及 F 廠設計電導度分別為＞2MΩ＞15MΩ 及＞15MΩ

總硬度濃度皆為lt1 CaCO3 ppm二氧化矽濃度分別為lt0002 ppm0002 ppm

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

63

及lt1 ppm總鐵濃度為lt0001 ppmlt1 ppm 及lt1 ppm從以上設計水質來

看純水水質要求較為嚴格

表 43-2 純水系統綜合分析

項目

D 廠 E 廠 F 廠

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

PASS-

1

PASS-

2

處理

效率

膜通量

(Lm2hr) 115 138 97 138 92 130

回收率() 70 85 75 85 85 85

總回收率() 595 634 723

去除率() 96 96 96 96 96 96

造水量

(m3day) 2880 1200 480

處理

成本

電力(kWHR) 7059 3348 1454

電力(NT$) 11648 5523 2400

藥品(NT$) 3344 5578 2064

平均造水成本

(NTDm3) 1088 1218 1250

設計

水質

特性

pH 值 6-75 6~7 6~7

電導度 ＞2MΩ ＞15MΩ ＞15MΩ

二氧化矽

(ppm) lt0002 lt0002 lt 1

總硬度

CaCO3(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

鹼度(ppm) lt 1 lt 1 lt 1

總鐵(ppm) lt0001 lt 1 lt 1

COD(ppm) ndash ndash ndash

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

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Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

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(NT

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3)

0

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20

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35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

64

Plant

Mem

bra

ne

flux (

L m

-2hr-1

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Membrane flux

D E F

圖 43-4 D-F 廠膜通量之比較圖

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

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40

60

80

100

Recovery efficiency

D E F

圖 43-5 D-F 廠回收率之比較圖

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

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8

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14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

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)

0

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40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

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(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

65

Plant

Cost

s (N

TD

m3)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Permeate costs

D E F

圖 43-6 D-F 廠產水成本之比較圖

433 水再生及純水系統設計及操作之比較

表 43-3 為水再生廠與純水回收廠設計條件分別為 RO 進水及 RO 產

水設計參數A 廠 RO 進水之二氧化矽濃度為 32 ppmRO 產水為 32 ppm

D 廠 RO 進水二氧化矽濃度為lt60 ppmRO 產水濃度lt0002 ppm以 A 廠

與 D 廠比較條件下D 廠設計 RO 產水之二氧化矽濃度較 A 廠濃度相當嚴

格因用途途徑不同所設計條件亦不同顯示純水系統要求較水再生系統高

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

66

表 43-3 A 與 D 廠設計數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

設計條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 6~9 5~7 6-75 6-75

導電度(microScm) ndash ndash lt500 lt05

二氧化矽(ppm) 32 32 lt60 lt0002

總硬度 CaCO3(ppm) ndash ndash lt250 lt 1

鹼度(ppm) ndash ndash lt125 lt 1

總鐵(ppm) ndash ndash lt01 lt0001

COD(ppm) lt 50 lt 15 ndash ndash

去除率() ndash ndash ndash ndash

回收率() ndash 685 ndash ndash

表 43-4 為 A 廠與 D 廠實際操作條件參數A 廠(水再生系統)主要流程

為 RO 過濾器rarrRO 系統而 D 廠(純水系統)主要流程為 MMFrarrACFrarr

PASS1 RO 系統rarrPASS2 RO 系統rarrMB 混床可發現純水系統需經兩道前

處理再經兩道 RO 系統至 MB 混床顯示純水系統處理單元較水再生處理

單元多如圖 43-7 所示A 廠與 D 廠 RO 進水之導電度分別為 2392 microScm

及 318 microScmD 廠前處理單元多故 RO 進水前之水質導電度較低RO 產

水導電度可處理至 011 microScmA 廠與 D 廠回收率分別為 685及 595

如圖 43-8 所示平均造水成本為 3000 NTDm3及 1088 NTDm3由於 A

廠成本含前處理之 MBR 處理費用導致平均產水成本偏高如圖 43-9 所

示A 廠與 D 廠之 RO(PASS-1)膜通量為 87 Lm2Hr 及 115 Lm2hr

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

67

表 43-4 A 與 D 廠操作數值之比較

項目 A 廠 D 廠

回收特性 水再生 純水

操作條件 RO 進水 RO 產水 RO 進水 RO 產水

pH 值 792 687 715 679

導電度(microScm) 2392 205 318 011

二氧化矽(ppm) 19 47 4098 00053

總硬度

CaCO3(ppm) 345 5 186 ndash

鹼度(ppm) 191 28 ndash ndash

總鐵(ppm) 006 005 25 lt00063

COD(ppm) 40 13 ndash ndash

膜通量(Lm2hr) ndash 87 ndash 115

去除率() ndash 96以上 ndash 96以上

總回收率() ndash 685 ndash 595

進水量 791 噸HR ndash 1412 噸HR ndash

排放量 ndash 232 噸HR ndash 212 噸HR

數量 共 3 套 1 套

電力(kWHR) 14545 7059

電力(NT$) 32000 11648

藥品(NT$) 15000 3344

平均造水成本

(NTDm3) 3000 1088

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

68

MMF ACF 袋濾機PASS1 RO

預濾器

PASS1

RO系統PASS2 RO

預濾器PASS2

RO系統MB混床 SiO2樹脂塔

RO過濾器 RO系統 CIP預濾器 CIP藥槽

A廠水回收系統流程圖

D廠純水系統流程圖

MBR

圖 43-7 A 與 D 廠主要設備流程圖之比較

A D

Plant

Eff

icie

ncy

(

)

0

20

40

60

80

100

120

Recovery efficiency

Removal efficiency

圖 43-8 A 與 D 廠之 RO 系統處理回收率及去除率之比較

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

69

Plant

Co

sts

(NT

Dm

3)

0

5

10

15

20

25

30

35

Permeate costs

A D

圖 43-9 A 與 D 廠之 RO 系統產水成本之比較

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

Journal of Hazardous Materials Vol 1281 pp 53-59 (2006)

9 Li D Wang H ldquoRecent Developments in Reverse Osmosis Desalination

Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

70

第五章 結論與建議

51 結論

1 水再生系統與純水系統流程主要在產水水質及用途之差異水再生系統

流程主要以一道 RO 系統搭配任一 MMFUF 及 ACF 系統之前處理

純水系統流程以二道 RO 系統前處理需以 MMF 及 ACF 系統兩者搭

配處理以達純水特性之目標

2 水再生系統(A-C 廠) RO(PASS-1)之膜通量範圍為 85-90 Lm2hr經

RO 膜系統回收率範圍為 65-72離子去除率皆為 96以上純水系

統(D-F 廠)經兩道 RO(PASS-1)系統之膜通量範圍為 90-120 Lm2hr

RO 膜系統總回收率分別為 60-72之成效離子去除率皆為 96以

上純水系統之水質品質高因此在 RO(PASS-1)系統膜通量優於水

再生系統

3 水再生系統(A-C 廠)實際消耗功率為 145451012 及 1339 kW-hrday

電力成本分別為 320001670 及 2210 元day每廠操作 5 年間之平均

造水成本分別為 30001133 及 1225 元m3純水系統(D-F 廠)實際消

耗功率為 70593348 及 1454 kW-hrday電力成本分別為 11648

5523 及 2400 元day每廠操作 5 年間之平均造水成本分別為 1088

1218 及 1250 元m3水再生及純水系統成本比較下若達純水要求條

件下所需造水成本較為偏高

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

參考文獻

1 Anselme C Jacobs EP Ultrafiltration in Mallevialle J Odendaal PE

Wiesner MR (Ed) ldquoWater Treatment Membrane Processesrdquo McGraw-Hill

New York pp 1011-1088 (1996)

2 Achaerandio I Guumlell C Loacutepez FldquoContinuous Vinegar Decolorization

with Exchange Resinsrdquo Journal of Food Engineering Vol 514 pp 311-317

(2002)

3 Cheryan M ldquoUltrafiltration and Microfiltration Handbookrdquo CRC Press

London (1998)

4 Choi YH Kweon JH Kim DI Lee S ldquoEvaluation of Various

Pretreatment for Particle and Inorganic Fouling Control on Performance of

SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

5 Conlon W J McClellan S A ldquoMembrane SofteningA Treatment Process

Comes of Agerdquo Journal of American Water Works Assocation Vol 8111

pp 47-51 (1989)

6 Darton T Annunziata U Vigo Pisano F Gallego S ldquoMembrane Autopsy

Helps to Provide Solutions to Operational Problemsrdquo Desalination Vol 167

pp 239-245 (2004)

7 Gloede M Melin T ldquoPhysical Aspects of Membrane Scalingrdquo

Desalination Vol 2241-3 pp 71-75 (2008)

8 Juang R S Kao H C Liu F Y ldquoIon Exchange Recovery of Ni(II) from

Simulated Electroplating Waste Solutions Containing Anionic Ligandsrdquo

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Membranesrdquo Journal of Materials Chemistry 22 pp 4551-4566 (2010)

10 Ould Mohamedou E Penate Suarez DB Vince F Jaouen P Pontieacute M

ldquoNew Lives for Old Reverse Osmosis (RO) Membranesrdquo Desalination Vol

71

4 水再生系統(A 廠)與純水系統(D 廠)操作條件比較下A 廠 RO 進水之

導電度較 D 廠操作值高濃度達 2392 microScmD 廠為純水處理系統

故導電度較為 A 廠操作嚴格濃度為 011 microScmSiO2及總硬度濃度參

數下D 廠操作條件較 A 廠水質較佳A 廠與 D 廠 RO 產水之 SiO2濃

度分別為 47 ppm 及 00053 ppm

5 水再生系統(A廠) 與純水系統(D廠)之 RO膜通量為 87 Lm2hr及 115

Lm2hrRO 總回收效率為 685及 595而平均造水成本為 3000

元m3及 1088 元m3A 廠 RO 系統前端以 MBR 設備處理而費用相

對貴於 MMF 及 ACF 系統故造水成本偏高以純水系統為例RO 進

水前需前處理去除懸浮固體物及大分子可增加後續 RO 膜通量及回收

效率且平均造水成本亦較低

52 建議

1 在長久台灣自來水水費並不昂貴的體制下為讓各企業落實廢水減排及

零排放設立回收水運作系統的環保目標水費的適化調整及建立更優

化的鼓勵制度是邁向企業環保的第一步

2 水處理流程中傳統的 2B3T 樹脂再生系統實務上已幾乎被 RO 薄膜的

處理程序取代為更環保的水處理流程進一步將前處理 MMF 與 ACF

的處理程序改UF薄膜處理流程及後段處理慣用的MB樹脂混床系統

改用新科技的 EDI 膜設備UF 及 EDI 的膜設備不僅節省設備佔地

72

最大的環保好處是解決設備中耗材造成的二次污染

3 在放流水法令趨向嚴格及水資源需求日漸增加的環境下有效應用膜設

備的處理流程提供優越品質的放流水並增加水回收再利用的優越經

濟效益是提升企業形象落實環保的重要參考

73

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73

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SWROrdquo Desalination Vol 2471-3 pp137-147 (2009)

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(2006)

18 黃煌洲「以離子交換樹脂法回收導線架氰系水洗廢水之研究」碩士論

文朝陽科技大學(2004)

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國立台灣大學(1988)

20 徐偉峻「臭氧去除超濾薄膜積垢之研究」碩士論文國立中央大學環

境工程系(2005)

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究」碩士論文 國立成功大學(1993)

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1996

24 楊岳軍「離子交換樹脂在重金屬廢水處理之應用」重金屬廢水處理技

術研討會(1989)

76

附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格

A 廠及 C 廠之 RO 膜規格

77

78

E 廠D 廠及 F 廠之 RO 膜規格

79

C 廠E 廠及 F 廠之 RO 膜規格

80

B 廠及 D 廠之 RO 膜規格

81

B 廠之 RO 膜規格

82

83

84

85

86

E 廠及 F 廠之 EDI 膜規格

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附錄 各廠所使用 RO 及 EDI 膜之規格

A 廠及 C 廠之 RO 膜規格

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E 廠D 廠及 F 廠之 RO 膜規格

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C 廠E 廠及 F 廠之 RO 膜規格

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B 廠及 D 廠之 RO 膜規格

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B 廠之 RO 膜規格

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E 廠及 F 廠之 EDI 膜規格

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E 廠D 廠及 F 廠之 RO 膜規格

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E 廠D 廠及 F 廠之 RO 膜規格

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B 廠之 RO 膜規格

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E 廠及 F 廠之 EDI 膜規格

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C 廠E 廠及 F 廠之 RO 膜規格

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B 廠及 D 廠之 RO 膜規格

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B 廠之 RO 膜規格

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