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TSMC/ Facility Published

前言 文獻探討

隨著工業持續快速發展，工業用水的需求也日益俱進， 2.1 零排放前處理技術
工業用水量從民國 100 年 1,551.82 ( 百萬立方公尺 ) 至
109 年 1,803.19( 百萬立方公尺 )，成長 16.2%。此外 薄 膜 技 術 (MBR/UF/NF/RO/EDR) 與 熱 處 理 技 術
地球受極端氣候影響、台灣先天地狹人稠貯水困難、 (MED/TVR/MVR/VE/AD/HDH) 為廢水零排放濃縮主
水庫長期污泥蓄水量降低等問題，皆影響台灣水資源 要技術，然而此等技術易受水中雜質 (Ca/F/Si/ 有機
的儲蓄，因此水資源的再利用成為各行業重要課題。 物 ) 干擾造成處理成本增加與操作難度增加等問題，
故以下介紹零排需考量水質參數及其前處理技術。
為了有效利用水資源，並降低工業廢水對於自然水體的
環境衝擊，近年來國內外其他產業已於實廠實現廢水 2.1.1 硬度
零排放等目標 ( 如 : 龍潭友達廠、華映廠等 )，而半導 氯化鈣為處理氟系統常用化學物質，同時為廠區廢水主
體產業隨著製程的演進，工業用水的需求也日益增多， 要硬度來源，而此類硬度離子經系統濃縮提高水中離
為避免排擠民生用水及農業用水，從來源用水的減量 子濃度達飽和後，形成結構物沉澱於薄膜與熱處理系
至末端廢水零排放規劃與實踐為未來廠務即將面對的 統中，造成處理效能的影響。常見的處理方法如下 [03] 。
挑戰。
❶碳酸鈉法 (pH = 9.5↑) [調整 pH 藥劑成本高]
隨著水處理技術發展，利用各種孔徑大小的膜 (MBR/ 2+ +
Na 2 CO 3 + Ca → 2Na + CaCO 3 (Ca min 達 12-16ppm)
UF/NF/RO)，許多廢水濃縮技術 (BWRO/FO/EDR 等 )
已於實廠實現並應用，藉由廢水零排放等濃縮技術可將
❷石灰法 (pH = 11↑) [調整 pH 藥劑成本高]
廢水處理至工業用水等級並將水中雜質固液分離，以達
Ca(HCO 3 ) + Ca(OH) 2 [石灰] → 2CaCO 3[沉澱] + 2H 2 O
製程用水需求，而固體物被濃縮後藉由熱脫水等技術
進一步降低含水率，產生物質將可循環再利用於其他
Mg(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2[石灰] → CaCO 3[沉澱] + MgCO 3 + 2H 2 O
工業製程當中。然而，廢水零排放處理所需的成本 ( 藥
劑、設施 ) 及能耗較大，評估此等技術時，需面對各面 MgCO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3[沉澱] + Mg(OH) 2[沉澱] (Ca min 達
向 ( 空、水、廢、毒等 ) 環境影響做全盤考量，將可得 12-16ppm)
對環境最佳解。
❸磷酸鹽法 [磷酸鹽加藥成本高]
內文將回顧廢水零排放前處理、分鹽技術與熱處理技 2+ 3−
3Ca + 2PO 4 → Ca 3 (PO 4 ) 2 (Ca min 達 0.8-1.6ppm)

術，比較熱處理技術能耗及其使用優缺點分析，最後
分享已實廠案例 - 龍潭友達廠，討論其運轉後發現的問
2.1.2 氟
題，見賢思齊，最後提出廢水零排放規劃至設計步驟
及流程。 半導體廠常用蝕刻化學品 HF 及部分 Scrubber 水洗水
−
含 F ，然而水中氟離子會與 Ca 反應外，經由濃縮蒸發
具有強烈腐蝕性，易造成設備損壞而提高處理成本。
[03]
常見處理方法為下 。
❶氟化鈣處理法 (F min 可達10-20ppm)

− −
F + CaCl 2 → CaF 2 + 2Cl
❷除氟劑添加法 (F min 可小於10ppm)
− −
2F + Al 2 (OH) 6 (s) → AlF 2 (OH) 4 (s) + 2OH

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