臺灣博碩士論文加值系統

臺灣地區雖然雨量充沛，但可用之水資源相當有限，又產業活動密集，導致缺水問題嚴重，更甚者發生農業與工業相互發生搶水事件。為避免有限水資源更加緊迫，水的回收再利用成為一種趨勢，且具有其急迫性。本計畫以生產鍍鋅及烤漆鋼捲的鋼鐵廠-燁輝公司為例，探討金屬表面處理業如何進行節約用水及水的回收再利用。燁輝公司每日用水量約1300噸，排放約450噸廢水。依據產水點與用水點節水潛力分析得知可利用廢水三級處理後符合排放標準之放流水，回收再利用於冷卻用水每日310噸作為冷卻水補水，其中導電度(4830μs/㎝)及SO4-2 (1845mg/L)均超出目標水質，以離子交換樹脂及薄膜程序分別處理回收放流水，由結果來看：使用弱鹼性陰離子交換樹脂(OH- form)效果有限，而改採強鹼性陰離子交換樹脂(Cl- form)效果良好。RO逆滲透法對SO4-2去除率可高達99%，效果十分良好，在考量成本效益及操作下，使用RO逆滲透法為最佳可行方式；但以MSDI(修正污泥阻塞係數)測試，顯示廢水中含有大量粒徑介於0.45μm~1.0μm之間的懸浮微粒及溶解性物質，故使用RO時應注意先設置前處理設備，以利去除懸浮物避免堵塞。
以生物製劑提昇廢水場功能，在維持COD符合排放標準情況下可減少硫酸用量，使得放流水SO4-2降低有助回收價值。而若水費提高及水污費、水權費相繼開徵情況下，由成本效益回收預測可知，投入金額300萬回收年限為1.77年，在水資源日益匱乏的今天，值得企業參考以推動永續經營觀念。在管理面輔以建立用水平衡資料為背景，規劃廠區用水最佳化，藉由逆洗水、蒸氣冷凝水、沖洗水等回收，可將用水回收率由原13.2%提升至42%。在水資源政策方面，對於節約用水可能導致管末排放污染濃度因生物不易分解造成之累積效應，建議以「污染總量管制」觀念訂定單位產品污染量以作為節約用水指標。

Due to the limited water resource and heavy economic activities, the water resource problem is getting more serious nowadays in Taiwan. A fight for water between industry and agriculture occurred in northern Taiwan during this drought in March. To prevent this problem from deteriorating, investigation of water conservation and reuse become an important and urgent issue.
In this investigoted, industrial water reduction and wastewater reuse were studied. The Yieh Phui Enterprise Co., Ltd., a galvalume/galfan and pre-painted steel coils production company, was used as a case study to investigate the reduction of water use and reclamation of wastewater. The Yieh Phui Company consumes 1300 m3 of water and discharges 450 m3 of wastewater daily. According to the analysis from the water production and water consuming points, it is estimated that there will have 310 m3 of water after tertiary treatment available for cooling tower make-up. With the water quality of conductivity (4830μs/cm) and SO4-2 concentration (1845 mg/L) were under qualified, the effluent was treated with ion exchange resin and membrane separation before reuse. Results indicated that water quality promoted from treatment of the weakly basic anion exchange resin was very limited. On the other hand, treatment with strongly basic anion exchange resin was satisfactory. Removal efficiency of the SO4-2 can be as high as 99﹪by Reverse Osmosis (RO).
Considering the cost effectiveness and the operation, RO is the most practicable technology. But, from the MSDI (Modified Silt Density Index) test, it was found that a significant amount of suspended and dissolved solids in the rang of 0.45μm~1.0μm were present. Therefore, application of the RO process should consider a pretreatment process in order to avoid the fouling problem of the membrane.
Another approach to improve the wastewater treatment efficiency was the application of the bioagent. Bioagent was used to meet the effluent COD standard while at the same time have a reduction in the dosage of the sulfuric acid. A reduction in the application of sulfuric acid can promote the benefit of water reuse. When the water price gets higher or the government begins to levy the water pollution cost and/or the water right cost, it is estimated that an investment of NT$ 3 millions will take 1.77 years to recover.
Today, under extreme stress from the water resource shortage, some viewpoints are worth to be considered by our enterprise as a sustainable business management. First, in the administration, the mass balance of water use in the plant should be established, and the management of water use should be optimized. Through the recycling of the backwash water from cooling tower, steam water, washwater, blowdown water, and so on, the water reuse ratio can be promoted from 13.2% to 42%. Second, in the aspect of water resource policy-making, possible side effects from the application of water conservation and wastewater reuse, such as the accumulation of non-biodegradable COD residual in the effluent, will make the effluent more difficult to meet the discharge requirement of EPA. This would discourage the water reuse practice. An alternative monitoring system proposed is the “pollution per unit product”. This is a practice based on the Total Maximum Daily Load (TMDL), and should have more incentive to reduce the pollution loading and should be more applicable.

中文摘要 I
英文摘要 IV
誌謝 VII
目錄 VIII
表目錄 XI
圖目錄 VIII
第一章 前言 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 4
第二章 文獻回顧 6
2.1工業用水分類 6
2.2節水指標建立 8
2.2.1水平衡系統分析 8
2.2.2用水效率指標 10
2.2.3工業節約用水途徑 11
2.3水回收利用技術 12
2.3.1離子交換法 12
2.3.2薄膜處理 22
2.4生物製劑及生物添加技術 38
2.4.1生物製劑特色 38
2.5成本效益評估 39
2.6總量管制 41
2.6.1總量管制意義 41
2.6.2污染排放改善之經濟誘因 41
2.6.3徵收水權費 42
2.6.4總量管制之優點 43
2.6.5總量管制施行之方法 44
第三章 實驗方法及步驟 45
3.1基本資料建立 45
3.2廠內管理層面問題檢討 47
3.3製程節約用水可行性探討 47
3.4廢水處理功能提昇及放流水回收再利用評估 48
3.4.1廢水處理功能提昇評估-生物製劑 50
3.4.2放流水回收再利用評估 50
3.5分析方法 57
3.5.1現場分析 57
3.5.2實驗室分析 58
第四章 結果與討論 64
4.1背景資料建立 64
4.2廠內管理問題檢討及製程節水可行性評估 64
4.3廢水處理功能提升改善及放流水回收再利用 69
4.3.1廢水處理功能提升改善 69
4.3.2放流水的回收再利用 74
4.4節水效益評估 81
4.4.1成本效益比較 81
4.4.2政策面檢討 87
第五章 結論與建議 89
5.1結論 89
5.2建議 91
致謝 92
參考文獻 93
附錄 97
作者簡介 106

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