書籍介紹
再生水或海淡水之薄膜技術目前大多以逆滲透(RO)為主，然而這除需耗較高之電能成本外，其水回收率也受到很大的限制，另一方面，大規模RO 滷水排放所造成之環境衝擊也是近來常被討論的課題。於永續發展的觀點，在水資源開發的過程中應由節能及資源回收著手，進一步達零排放
及產綠能的目標，而薄膜技術於這些工程應用上皆扮演重要角色。工業成長也帶來稀貴金屬需求的增長，如何由工業廢液中循環回收稀貴物質，除對國內科技產業之發展甚為重要外，也可減輕末端工業區水處理廠之負荷。所以於水資源開發規劃時，將能源與資源整合，應是國家未來重要政策之方向。
本期兩年度(106~107)計畫涵蓋產水、產能及資源回收之薄膜程序應用開發，團隊已於去年度(106)進行實驗室薄膜蒸餾(MD)、支撐式液膜(SLM)及壓力延遲滲透(PRO)等相關試驗，試驗的水樣有桃園北區水資源回收中心放流水、觀音工業區高鹽度廢液及含錫銦廢液等水樣試驗，MD 試驗結果顯示經24 小時濃縮實驗，通量僅衰減約12~20%，其適於高鹽度濃排液之水回收且產水質優於RO 者，另一方面且也建立膜結垢清洗方法。PRO試驗部分，建立了管式FO 膜之製備技術並自組模組，以2 M NaCl 為汲取液條件下，FO 通量可達23 LMH, 而鹽逆擴散速率僅0.06 gMH，並以自製FO 膜管構裝模組建置PRO 試驗系統。另一方面，由基本學理建立了PRO 通量及功率密度之模擬程式，已可有效評估膜材特性及操作參數對PRO 效能之影響。而在支撐式液態薄膜部分，進行觀音工業區中某股含錫、鉛、銦、鋅及鐵等金屬之廢液進行錫及銦之回收試驗。
於風險及經濟效益評估方面，針對MD 之產水成本評估，當有足夠之再生熱源或廢餘熱可提供，薄膜蒸餾產水成本低於傳統之RO 操作，而對於PRO 之產電成本評估，因膜材價格貴及低通量的因素，其產電成本甚高於目前之電價，若其膜材價格降至與目前RO 膜相近，產電成本粗估約需
NT$ 9/度，未來需進一步開發高通量膜材或使用高鹽度汲取液，當膜功率密度達22 W/m2 其發電成本方能與現有電價NT$ 3.5/度相近。
今年度(107)重點則進行模廠試驗，於MD 部分選定於華夏聚合公司高雄林園廠建置以廠區廢溫水為進料，日產水1CMD 之模廠，實驗結果顯示可完全阻擋原廢水中之微量 可完全阻擋原廢水中之微量 可完全阻擋原廢水中之微量 可完全阻擋原廢水中之微量 PVAPVAPVA，其它水質檢測的數據也顯示優於 ，其它水質檢測的數據也顯示優於 ，其它水質檢測的數據也顯示優於 ，其它水質檢測的數據也顯示優於 ，其它水質檢測的數據也顯示優於 ，其它水質檢測的數據也顯示優於 RO 產 水，試驗數據 水，試驗數據 水，試驗數據 水，試驗數據 也顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 顯示，通量深受模組內膜管填充密度的影響對所採用之 6吋模管，填充膜面積由 吋模管，填充膜面積由 吋模管，填充膜面積由 吋模管，填充膜面積由 吋模管，填充膜面積由 吋模管，填充膜面積由 2 m 2 m2 增至 6.8 m2 時，通量由 時，通量由 時，通量由 時，通量由 5.3 5.3 降至 3.8 LMH3.8 LMH 。 依通量由 依通量由 依通量由 依通量由 3.83.8 至 5.0 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 所進行之產水成本評估，其約 NT$ NT$ 36.5~29.3/m 36.5~29.3/m36.5~29.3/m 36.5~29.3/m3 。依據此模廠試驗結果，也進行產水 。依據此模廠試驗結果，也進行產水 。依據此模廠試驗結果，也進行產水 。依據此模廠試驗結果，也進行產水 。依據此模廠試驗結果，也進行產水 20 0 CMD 0 CMD 之 DCMD DCMD程 序設計，估算系統單元備之規格需求。 序設計，估算系統單元備之規格需求。 序設計，估算系統單元備之規格需求。 序設計，估算系統單元備之規格需求。 序設計，估算系統單元備之規格需求。 序設計，估算系統單元備之規格需求。
另一方面，也持續於實驗室進行桃園北區水資源回收中心水樣之試驗，分析產水水質及如何有效抑制或清洗膜面積垢，顯示氫氧化鈉、檸檬酸 、次氯酸鈉水溶液及清水等四種液體掃流結垢膜面，皆能使通量回復近初始值。本年度也將迪化污水處理廠之MD模組移置桃園北區水資源回收中心，以RO濃縮液進入MD模組進行試驗，進料溫度60 oC而透過液端溫度30 ℃之通量與電導度測定結果與前年度MBR放流水直接送入MD試驗結果(經24小時濃縮實驗通量僅衰減約12~20%)相比，此RO濃縮液經16小時MD操作通量衰退即達50%，亦即其膜積垢成長速率較明顯，水質檢測透過液Cl-濃度、電導度、溶氧、SS、總磷、硬度、大腸桿菌等測定結果顯示，多數試驗水樣經MD薄膜系統後，透過液之這些檢測濃度也皆低於RO產水質。水質之金屬離子測定大多數金屬離子皆未被測到。
於PRO部分，基於高功率密度膜材之開發，是此程序能否達經濟商業化之主要關鍵，本年度持續於FO膜材特性優化之製備開發，以2M Na2SO4溶液為汲取液之條件，所開發之膜管通量雖可達 80 LMH，但鹽逆擴散量也高至2g MH，因而於PRO應用受到限制，本年度至目前之PRO試驗仍以低通量及低鹽逆擴散之 PSf/polyamide 管膜進行長效試驗，顯示長時間操作仍維持穩定之效能。於SLM部分，本年度分別以觀音工業區某工廠含銦錫電解液以及永光化學的含銅廢液分別進行目標離子的回收。實廠實驗結果顯示，採用0.5M D2EHPA作為萃取劑、5N H2SO4作為反萃取劑，而所得反萃取劑中錫離子純度能達到98%以上，錫離子濃度約為30000 ppm；而對高鹽度含銅廢液，採用20v% LIX984-N作為萃取劑，3M H2SO4作為反萃取劑，反應30 min後，銅離子萃取及反萃取效率分別有達到80%、90%，反萃取劑中銅離子濃度為2179 ppm。
分類
其他詳細資訊
- 英文題名：Membrane technology for water, energy and resource recovery and low-carbon full-recycling systems (2/2)
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：逆滲透，薄膜蒸餾，壓力延遲滲透技術
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：300
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