趙淑如 / 工研院材化所
電化學旁流脫鹽技術在工業冷卻循環水系統中展現出顯著的節水、減排和節藥效益。相較於傳統的冷卻排水回收方式，電化學旁流處理能更穩定地控制循環水導電度於800~1,000 μS/cm，並提升濃縮倍數至6~9倍，達成更高效的水資源再利用。以新竹某2,800 RT冷卻水塔為例，旁流脫鹽系統使冷卻水補水量減少22%、排水量減少79%，完全不須添加抗垢劑；且系統耗電量低，僅占整體冷卻設備耗電的0.5%，產水能耗約0.71 kWh/m3。水質分析顯示硬度與鹼度降低，藍氏飽和指數(LSI)維持在適宜範圍，有效抑制結垢風險。整體而言，電化學旁流脫鹽技術較冷卻排水回收可提供更高效且可持續的冷卻水水質優化與水回收方案。
【內文精選】
電化學脫鹽技術在冷卻水回收應用策略：冷卻排水與冷卻循環水
冷卻水的回收再利用主要可分為兩大模式（圖三）：冷卻排水回收(Cooling Tower Blowdown; CTBD)與循環水旁流脫鹽回收(Cooling Circulating Water Side-stream Desalination)。以一座容量設計為1,000 RT的冷卻水塔為例，每RT的循環水量約為8至10 LPM (Liter per Minute)，當濃縮倍數設定為4倍時，冷卻補充水需求約為115 CMD (Cubic Meter per Day)，排放水量約為28 CMD。
圖三、冷卻排水與冷卻循環水回收程序
電化學旁流脫鹽系統回收冷卻循環水的場域驗證
本案例以新竹某冷卻水塔為場域，冷凍噸數為2,800 RT，冷卻水補水來源主要包括：製程回收水、ROR (Reverse Osmosis Rejects)回收水及冷凝水，合計約90 CMD，自來水約70 CMD為輔。該冷卻循環水導電度約為1,250 μS/cm。依據冷卻水質及水量需求，設計並建置一套旁流脫鹽系統（圖四）。
圖四、旁流脫鹽系統效能驗證：電化學脫鹽模組及循環水導電度變化
系統設定當冷卻循環水導電度超過1,000 μS/cm時啟動，處理至導電度降低至800 μS/cm後停止運行。系統運作時，正轉與反轉電壓設定為150 V，平均電流介於2.5~4.0 A。實驗組冷卻水塔循環水導電度穩定控制於800~1,000 μS/cm，且已停止添加抗垢劑；相比之下，對照組水塔導電度持續超過1,400 μS/cm，濃縮倍數僅維持在2~3倍。實驗組濃排水導電度設定為4,000 μS/cm，超過此限值時即排放至廢水廠調勻池，濃縮倍數提升至6~9倍。綜合測試結果顯示，EDR旁流脫鹽系統在無需藥劑輔助的情況下，能有效控制冷卻循環水導電度，提升濃縮倍數，從而達到節水與減排的目標---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》464期，更多資料請見下方附檔。