林國權、邱純慧／工研院產科國際所
零液體排放(ZLD)技術是將工業廢水進行預處理和蒸發，收集ZLD系統中餾出之冷凝水進行水資源循環應用，同時將未蒸發的固體送入垃圾填埋場或作為有價值的鹽類副產品進行再利用。2018年全球ZLD市場需求約為5,442百萬美元，產業應用占比最大者為能源與動力產業，其次為石化與化學產業。
【內文精選】
前言
零液體排放(Zero Liquid Discharge; ZLD)技術，係指針對工廠內工業廢水(Industrial Wastewater)進行一個或數個廢水處理單元製程，使排水達到全量回收而無廢水排放，讓水資源能反覆循環再利用，沒有廢水排放至承受水體，而最後殘餘物（如鹽類）則以汙泥(Slurry)形態產生，最後經過脫水處理，與廢水中懸浮固體所形成之汙泥一併委外清運。當殘餘物成分較單純且具有利用價值時，可應用再生與純化化學操作程序生產原物料，轉作生產製程使用。當處理成本與能源支出達成合理的經濟效益，零排放ZLD技術將全量回收水資源與原物料，使廢水對水體環境之衝擊降至最低。
全球ZLD市場分析
2018年全球ZLD市場需求約為5,442百萬美元，其中水前處理市場需求約為1,640百萬美元，占ZLD總體市場30%；水處理過濾市場需求約為1,670百萬美元，占ZLD總體市場31%；水處理蒸發與結晶系統市場需求約為2,132百萬美元，占ZLD總體市場39%。蒸發與結晶技術是ZLD領導廠商主要關鍵技術布局方向。
隨著人們持續關心氣候變遷、水資源分配與環境保護等議題，工業朝向永續發展和提供工業安全穩定的用水，成為推動全球ZLD技術發展的主要驅動力。預估到2023年全球ZLD市場需求將成長至8,090百萬美元，期間ZLD市場需求年複合成長率約為8.3%。全球ZLD市場的設備規模趨勢分析如圖一所示。
圖一、全球ZLD市場規模分析
全球ZLD主要領導廠商布局分析
全球ZLD廢水處理技術主要領導廠商包含Aquatech、Veolia Water、GEA Group、Saltworks Technologies、Condorchem Envitech、Oasys Water、Memsys、Aquafortus等公司，公司經營型態多具有廢水處理系統設計、施工和全面性的工業廢水處理系統營運管理服務，並針對廠商需求開始導入自動化、智能管理技術。全球ZLD主要領導廠商布局分析，如表一所示。
1. Veolia Water
法國Veolia威立雅集團在ZLD關鍵技術主要布局CoLD®蒸發和結晶技術HPD®強制循環結晶技術。該技術可處理各種廢水、廢鹽水，可回收水高達99%，使用的化學藥品最少，且CoLD®技術在真空下，可低溫操作具有節省能源之優點，可循環再利用高結晶可溶性鹽類，如氯化物、硝酸鹽和有機酸鹽。並且藉由MBD™模組化施工技術減少了工廠廢水處理總體占地面積、材料和運營成本。Veolia CoLD®蒸發技術簡介如圖四所示。
圖四、Veolia CoLD®蒸發技術簡介
歐盟Horizon 2020–ZERO BRINE零鹽水排放計畫
ZERO BRINE是一項由歐盟Horizon2020委員會所資助為期4年的創新計畫。ZERO BRINE零鹽水排放計畫應用循環經濟(Circular Economy)方法，重新規劃設計工業廢水供應鏈，應用「封閉循環」技術，建立創新循環經濟商業模式，將工業製程廢水中主要回收化學品包含鹽類化學品如硫酸鈉、硫酸鈉鹽、硫酸鈣、氫氧化鎂，以及廢熱和鹼等鹽類化合物與資源回收循環再利用。ZERO BRINE計畫簡介，如圖八所示。
ZERO BRINE計畫成員包括來自10個國家的研究機構、中小型企業、建築公司和最終用戶共22個合作夥伴。ZERO BRINE整合了創新技術，以回收具有良好市場價值高純度和品質的再生水和鹽類化合物，並在歐洲選定4個地點：荷蘭鹿特丹、西班牙、波蘭和土耳其進行示範場域試驗計畫。歐洲ZERO BRINE計畫—試驗場域，如圖九所示，分述如下。
1. 荷蘭Water Plant–Evides水處理廠
荷蘭鹿特丹Evides水處理廠主要處理工業區內含化學品鹽類之工業廢水，以零液體排放為目標，應用蒸發-共晶冷凍結晶(Eutectic Freeze Crystallization; EFC)技術與陰離子交換-奈米過濾(Nanofiltration; NF)廢水處理技術，回收Mg（純度>90%）、Ca、NaCl溶液和硫酸鹽等，規劃整體回收率大於70%…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料》雜誌397期，更多資料請見下方附檔。