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工業技術研究院

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高濃鹽水減排 - 薄膜接觸器

技術簡介

聚偏二氟乙烯中空纖維膜。
聚偏二氟乙烯中空纖維膜。

隨著工業用水增加、法規要求日趨嚴格、與濃鹽廢水委外處理成本增加等議題,循環經濟中液體近零排放(Near zero liquid discharge;NZLD)技術受到相當的重視。現有的分離技術中,逆滲透(Reverse osmosis;RO)所能處理的進料鹽濃度約為7 wt%以下,如直接以各種蒸發/結晶處理7 wt%的含鹽廢水,其每噸水的處理成本高於新台幣350元,導致液體近零排放的執行成本過高。目前仍沒有一個相對應的成熟技術可以補足進料鹽濃度7-25wt%的技術缺口,故需要導入一低能耗/高產水效率的分離技術,其中又以處理高鹽濃度與高阻鹽率的薄膜蒸餾(Membrane Distillation;MD)技術為首選。

特色與創新

工研院之中空纖維膜具備原創獨特性,極適合應用於薄膜蒸餾專用模組。透過薄膜蒸餾進行高濃度鹽水提濃測試,可將10wt%的NaCl提濃至20wt%以上,且產水導電度小於100 μs/cm,通量約在10 LMH左右,與RO產水通量相當,但可處理RO無法處理的高濃鹽水。適用的產業如表一所示。應用在高科技產業,可減少78-86%的廢水,且產水品質與RO相當,可為製程用水,且原高鹽廢水提濃4.5-7.1倍,可降低後續處理成本。應用在石化產業含高COD值與高導電度廢水,透過工研院所製作的薄膜蒸餾專用模組,可減少30 %的廢水排放量,且所產生的水可直接作為製程用水。

工研院所開發的PVDF中空纖維膜,因具高表面開孔率與機械強度,可作為薄膜蒸餾專用膜材使用,工研院所製備之聚偏二氟乙烯中空纖維膜的表面開孔率約50%,孔洞尺寸介於0.1微米至5微米之間,是現有PVDF中空纖維(<30%)所沒有的特性,而該聚偏二氟乙烯中空纖維膜的抗拉強度介於0.6 MPa至3.5 MPa之間,應用在薄膜蒸餾的通量比3M之中空纖維膜高10倍以上。

適用之薄膜蒸餾零排系統的直接用戶與產業別

廢水種類

廢水品質

適用產業

製程廢水

含氟等複雜離子&高導電度 (15-40 ms)

高科技產業

製程廢水

含Ca & Mg 等結垢離子&低導電度(<10 ms)

鋼鐵產業

液液分相後的製程廢水

高COD值&超高導電度(>40 ms)

石化產業

清洗用的洗滌廢水

高COD值&高導電度(15-40 ms)

染整業

薄膜蒸餾之提濃效益。
薄膜蒸餾之提濃效益。



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