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VOL.52 廠務季刊 先進封裝廠零排放技術鑰徑_磷酸廢水資源化

文獻探討

2.1 磷化學 2.2 處理技術

水環境中的磷一般具有三種型態存在，包括正磷酸鹽 水處理技術相當多元，目前針對磷酸常見的處理方式
(Orthophosphate)、聚磷酸鹽 (Polyphosphate) 及 為化學混凝及生物處理，然化混會產生大量污泥及增
有機磷酸鹽，前兩者為無機磷酸鹽，與有機磷酸鹽合 加水中導電度；而生物處理法在操作穩定度上較低，
稱為總磷 (Total phosphorus, TP)。聚磷酸鹽和有機 且因其處理效率低，占地也相對龐大，而文獻指出薄
磷酸鹽可以經由水解或生物降解，最後成為無機性的 膜法及電透析法亦為可應用之處理技術。
正磷酸鹽，因此水體中總磷通常以正磷酸鹽為主。磷
酸為三質子酸，其解離型態常受到 pH 值的影響，不 NF 膜法其去除、分離污染物之機制為篩分、擴散及
3− 2− 4− NF 獨有的電荷效應，利用膜本身的正電性及孔徑阻
同 pH 的水環境下主要有 PO 4 、HPO 4 、H 2 PO 、
H 3 PO 4 四種形式存在，其 pK a1 、pK a2 、pK a3 分別為 擋分子量在 200~1,000Daltons 間之粒子，其特性為
2.1、7.2、12.7。 對二價陽離子有極好的去除率，去除機制如圖2(a)。

磷酸鹽大多是由污水處理廠和工業生產廢水或間接來自 電透析法之機制為利用電場作用驅動離子通過滲透選
農業逕流和垃圾掩埋場滲出液，而當水體中磷的濃度超 擇性離子交換膜，將水中陽離子與帶陰電性的磷酸根
過 0.01mg/L 時，就可能引起水體優養化，由於需要妥 離子分離，去除機制如圖2(b)，目前工研院及其合作
善處理磷酸鹽，各國開始限制磷酸鹽的排放，美國佛羅 公司開發的商業化 EDR 系統，已成功應用於地下水、
里達州布勞沃德城工業廢水之總磷限值為 5mg/L；柏 河水和廢水淡化。
林的磷限值為 50mg P/L 以下的廢水即可排放到受納
水體；在歐洲根據人口當量，排入水體的磷濃度的限
值約為 1-2mg/L；我國環保署於 100 年 12 月 1 日公
佈於水源水質保護區之事業放流水水質標準之磷酸鹽
( 以三價磷酸根計算 ) 為 4mg/L，而竹南園區納管標
準為 60mg/L。 [01]

磷礦亦是一種有限且日益減少的資源，每年人類從地
球上提取約 20Mt 且它在全球的分佈並不均勻，四分
之三的供應來自摩洛哥和西撒哈拉，其他大量供應來
自中國、美國和俄羅斯，故台灣地區的磷酸多仰賴進
口，而全球儲量耗盡的估計範圍為 40 到 400 年。近
幾十年來，人們越來越意識到需要更好地管理地球上
日益減少的資源，若許多含磷廢水如果得到適當利
[02]
用，便有可能取代我國對進口磷酸依賴。

圖 2：(a) 納濾膜法、(b) 電透析法

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