石化廢水水回收的可行性評估：材料世界網

石化業廢水來源複雜，雖然已達水質標準才放流，仍含有高濃度之總溶解固體物(TDS)，因此，再生時多以薄膜技術分離水中鹽類及其他無法生物降解之污染物。利用倒極式電透析(EDR)濃縮提高鹽類濃度，能增加水再生效率。因應水資源的匱乏及嚴峻的法規規範，廢水回收再利用勢在必行，水再生技術將成為各事業單位發展之重點項目。

本文將從以下大綱，針對石化業廢水進行水回收之可行性評估。

‧前言

‧石化廢水水回收之可行性評估

　1. 石化廢水特性

　2. 石化廢水再生處理程序

　3. 石化廢水水回收技術之需求

‧結論

【內文精選】

前言

台灣水資源主要仰賴降雨，惟台灣之降雨時/空間分布不均，河川水流短而湍急，需設置水庫、攔河堰、人工湖等設施才能有效保有水資源。受地形之影響，國內貯水設施興建之阻力逐漸增加，傳統水源供水穩定度及開發備受挑戰。立法院於民國104年12月14日發布「再生水資源發展條例」，明定於缺水區域新開發案應使用一定比率之系統再生水。「再生水」係指污水或廢水經處理並符合各類用途水質標準後所產生可再利用之水，依處理水源不同，分為「系統再生水」（包括：都市污水處理廠放流水、工業區廢水處理廠放流水）及「非系統再生水」（包括：工業用水大戶將預定放流或納管之廢水加以回收所產製之水、生活污水大戶受環評要求所需自行回收使用之水）；四種再生水來源中，又以工業區廢水處理廠放流水之性質複雜，再生技術較單一工廠之廢水再生更為困難。

石化廢水水回收之可行性評估

2. 石化廢水再生處理程序

由放流水標準得知，石化業放流水所含成分複雜，且未管制導電度及總溶解固體物(Total Dissolved Solids; TDS)，導致水中導電度極高，不論再生作為生活雜用或工業用途，若不進一步除鹽以降低導電度，則無法再利用放流水單作澆灌，長期而言，高導電度也可能造成管線腐蝕、澆灌植物枯萎與土壤鹽化等問題；其次錳、銅、鋅等重金屬項目、難分解溶解性有機物、大腸桿菌群與氮類物質等亦為主要障礙。因此，於再生程序選擇上，須由個案用水需求進行搭配，各階段所需處理程序及其功能如表二所示。

表二、放流水再生單元組合

石化放流水再生過程中，逆滲透(RO)扮演重要角色，其對於導電度、總溶解固體、陰離子、有機物、含氮物質、含磷物質、重金屬及兩性元素等，皆具有良好移除效果。惟隨著TDS增加，RO所需之幫浦動力（透膜壓力超過20 kg/cm²）、加藥量（抗垢劑、酸液）及定期沖洗(Flushing) 頻率將會快速提高。沖洗常使用RO產水，若在進流TDS達數萬mg/L時，膜面鹽類物質濃度極化作用(Polarization)嚴重，為避免膜面結垢，所需沖洗頻率增加至每小時1次，將耗損近10~20%之RO產水。此時可採用倒極式電透析(EDR)進一步濃縮RO濃排水(ROR)，使TDS再增加2~3倍，提高至50,000~100,000 mg/L。EDR在此情況相對於RO之運用優勢在於其所需前處理較少、使用藥劑量較低；另EDR雖是以電能驅動離子穿越離子交換膜，惟無需驅動RO所需之高壓幫浦，在此情境下所需動能大約相等，甚至更低，也較不易發生像RO膜管因長期在高壓下操作，卷式膜結構易受破壞之狀況。

不同脫鹽技術（離子交換樹脂、電透析、多效蒸發及逆滲透）之操作成本比較，如圖一所示。離子交換樹脂與電透析（此為一般電透析，若為EDR，則其可應用之鹽濃度範圍更為廣泛，操作成本亦較低）之操作成本呈線性上升，應用於低鹽濃度時具有較高效益；逆滲透之上升趨勢較為緩慢，用鹽濃度範圍廣泛；而多效蒸發於各種鹽濃度皆無顯著差異。由此得知，各種鹽濃度有其適用之脫鹽技術，且該些技術搭配使用可發揮其最大效益，例如先以逆滲透進行第一階段脫鹽，再利用ED進一步將逆滲透濃排水濃縮…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。