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Tech
                                                                                                   Notes
                                                                                                   技術專文



                                                                                                                                                又如各廠區新增氫氧化四甲基 (TMAH)處理系統，將廢水
                                              TSMC / FACILITY DIVISION PUBLISHED
            VOL.40                                                                                                                              中的TMA+離子以樹脂離子交換吸附的方式去除，使處理
                                                   廠務季刊                                                                                         水符合法規限值，得以回收再利用或排放。


                                                                                                                                                    水污染防 措施隨著時間不斷精進，近幾年來，我們

                                                    URL.http://nfjournal/                                                                       更追求廢水排放水質優於法規標準，甚至往對生物零衝擊


                                                                                                                                                的目標改善，採用「生物急毒性-水 」作為綜合指標，針




                                                                                                                                                                          [4]
                                                                                                                                                對對生物存活有害的相關污染物 各個擊破，利用系統改
           廢水降導電度技術探討                                                                                                                           善或新增處理設施的方式，將各項指標濃度降低(如 離子
           Study of Desalination Technology in Waste-water Treatment                                                                            、氨氮、TMAH等)，往生物零衝擊跨出了一大步。但目前
                                                                                                                                                各項相關指標的其中一個項目-導電度(Conductivity)，尚
                                                                                                                                                未有較好的對策降低濃度，因此本文將針對實際廠區的導

                                                                   文│曾    周    黃   │ 新廠設計部  南科廠務1廠務五部│                                          電度水質狀況進行分析，並探討比較目前發展中或已商業
                                                                                    2
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                                                                                                                                                化的技術，評估可應用於實廠水質改善的最適化方式，期
                                                                                                                                                望對排放廢水生物零衝擊改善提供解決方案與建議。
           關鍵詞 / Keywords                                摘要

           脫鹽技術(降導電度技術) / Desalination Technology            隨著科技發展進步，人們在享受便利與  時，同時也對
           電透析法 / Electro Dialysis                       環境造成一定程度的污染與影響。近年來環保意識 頭，且為
           環境零衝擊 / Zero Impact on Environment            了減低工業廢水排放對生態環境的衝擊，水污染防 改善成為
                                                         水資源管理中不可或缺的一環。當主要的水質污染指標，如重
                                                         金屬、氨氮與氫氧化四甲基 等污染物的處理方式漸漸找到方
                                                         向並達到工業應用規模，導電度作為水質的綜合指標，對於
                                                          中生物也同樣有一定的衝擊與影響，卻尚未有較好的方式處
                                                         理。本文將探討與比較目前發展中或已有實廠應用的降低廢水
                                                         導電度之相關技術，並將以實際廠區水質狀況評估適用性與改
                                                         善成果，期望可找出將廢水降導電度的最適化方式，並邁向達
                                                         到生物與環境零衝擊的目標。


           1.  前言

               自設廠以來，公司對於水污染防 管理主要是 循所                       methyl-ammonium Hydroxide, TMAH)等或是將既有項目

           屬科學園區或是當地環保局的法規限制，設置廢水處理系                         加嚴。

           統使得排放廢水符合標準。法規排放標準會針對行業別制                            公司為符合排放指標，於廠區設置廢水處理設施，起

           定，不同行業所使用的原物料不同，故產生於排放水中的                         先主要是以物化處理與酸鹼中和的方式為主，添加化學品
           污染物質也會不同，因此限制的排放污染物物種與濃度也                         使水中的污染物如氟離子、懸浮物與 離子混凝沉降形成

           不同。以新竹、台中與南部科學園區的納管規範而言，如                         無機污泥，另一方面，處理後的澄清液會依照水質情況回

           表1，主要列管的水質指標有 : 重金屬物質(如 、 、                       收再利用或排放。隨著製程演進，機台排放廢水變得更為
           、 、 等)、化學需氧量、生化需氧量、懸浮固體、氟鹽                        複雜，相對應廢水處理系統也增加了，如新法規上線後，
           與氫離子濃度指數(pH)等常見項目，並隨著環保意識 頭                       需透過氨氮廢水處理系統，利用脫氣膜薄膜分離的技術，
           ，陸續增加管制項目如氨氮與氫氧化四甲基 (Tetra-                       以硫酸吸附廢水中的氨氣，使得排放廢水符合納管標準；


                     曾     .Y. Tseng                         K.H. Chou                   黃    G.Y. Huang
                     很 運能夠在廠務的大家 裡不斷學習、                 很  能加入台積電廠務大家 ，也                 台積是個很有 的公司，不會特別
                     不斷進步，也感 一路上大家的 助與指                 很感 工作上各方的指導與幫 ，我                 限制你的想像空間，特別是在水處
                     導。期許自 能持續做對的事情且做好事                 相信「只要願意，只要堅持，極限就                 理專業這 ；期許未來持續與廠務
                     情，同時  初 。                          不會是極限。」                          共同成長。


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 依照氨氮系統產水測試結果得知，單極膜電透析模組
 較雙極膜模組能耗效率較好，因此陰離子樹脂再生廢水也
 選用單極膜作為工程化模組。同樣以定電壓5V、 流速度
 6cm/s與固定有效膜面積176cm 的單極膜電透析模組做降
 2
 導實驗，實驗結果如 圖14所示，可以發現在進流廢水與酸
 鹼回收液體積比為1 : 1時，薄膜處理即達到提濃極限，因
 產生的回收酸鹼導電度上升斜率已趨緩，若再執行第二個
 批次的處理，所需的處理能耗會增加；另外，降導的成果
 為三小時可降低92%導電度(由23,000us/cm降至2,000
 us/cm)，可 的是所產生的回收酸、鹼濃度僅1.8%與1.1%
 ，受限於回收酸鹼的提濃極限，此股廢水的回收酸鹼效益
 並不如預期。
 另一方面，若以相同實驗條件(廢水降導率70%)比較氨
 氮系統產水與陰離子樹脂再生廢水用單極膜電透析模組處
 理的結果，可以發現在產生回收酸鹼的效益上是氨氮系統
 產水的結果較好，如 圖15，產生的酸鹼濃度是樹脂再生廢
 水的約兩倍，所花費的能耗也較低，若以回收酸鹼為目的
 考量，氨氮系統產水的效益就相對較高。因電透析法也屬
 於薄膜分離的技術，基於質量不滅定 ，當進流水的成分
 越複雜，則分離的困難度越高，因此樹脂再生廢水利用單
 極膜電透析法處理，雖可使得出流水的導電度降低至
 2000us/cm，但產生回收酸鹼的處理卻也還是另一個待解
 決的問題，因廢液導電度已高達100,000us/cm，建議後續
 流程可使用熱處理方式將水與鹽類分離，以達到去除廢水
 中鹽分的目的。


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 31        32                                                                                                                                                                                                                                 33                         34












































































































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