事業放流水標準之演進及對應廢水處理技術

76 標準

COD 250 mgL BOD 80 mgL SS 100 mgL hellip

82 標準

COD 200 mgL BOD 50 mgL SS 50 mgL hellip

87 標準

COD 100 mgL BOD 30 mgL SS 30 mgL hellip

事業放流水標準 未來標準

合理化修訂

總量管制

平均值管制

水污費 徵收

廢水 放流水一級處理（前處理）

三級處理（高級處理）

二級處理（生物處理）

技術 混凝 化學氧化 沈澱 浮除 砂濾 活性碳吸附

技術 篩除 混凝 浮除 沈澱 pH 調整 均勻

技術 上流式厭氣污泥床（UASB） 厭氣流體化床（AFB） 厭氣濾床（AF） 活性污泥法（AS） 批式活性污泥法（SBR） 固定生物法膜（FF）

目的去除溶解性有機物（以COD或BOD為指標）

目的去除殘留溶解性有機污染物去除懸浮固體物符合更高的水質要求

目的去除懸浮固體物去除油脂pH調整

膜分離

bull膜分離（membrane separation）利用具有一定選擇性透過特性的過濾介質進行物質的分離存化

bull膜在分離過程中以膜作為分隔的界面將透過液和保留液分為互不混合的兩相

bull通過物理作用化學反應或生化反應產生膜分離的選擇性和分離速度

各種薄膜對特定物質分離範圍

bull 微過濾孔徑大小為01 ~ 10μmbull 超過濾孔徑大小為1 ~ 100 nmbull 逆滲透膜的孔徑小於1 nmbull 奈米過濾孔徑大小介於逆滲透膜及超過濾膜之間

bull 1 mm = 1000 nm (一般細菌的平均大小)bull 1 m = 1000000 mmbull 1 mm = 10-6 mbull 1 nm = 10-9 m

顆粒特性與去除方式

bull 顆粒去除方式

傳統的沉澱與過濾 gt 1 mm微過濾 (Microfiltration) gt 005 mm超微過濾 (Ultrafiltration) gt 0005 mm奈過濾 (Nanofiltration) gt 0001 mm逆滲透 (RO) lt 0001 mm

Ca 2+Mg2+

不同薄膜孔徑種類bull 薄膜種類 - 以分子截留量 (molecular weight cut-off MWCO) 作為界定孔徑之單位

- 微過濾(micro-filtration MF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 超過濾(ultra-filtration UF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 奈米過濾(nano-filtration NF)

電價排除但亦具有篩除功能可去除水中二價陽離子

- 逆滲透(reverse osmosis RO)

一般視為無孔洞薄膜可截留所有水分子之外的物質

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

膜分離

bull膜分離（membrane separation）利用具有一定選擇性透過特性的過濾介質進行物質的分離存化

bull膜在分離過程中以膜作為分隔的界面將透過液和保留液分為互不混合的兩相

bull通過物理作用化學反應或生化反應產生膜分離的選擇性和分離速度

各種薄膜對特定物質分離範圍

bull 微過濾孔徑大小為01 ~ 10μmbull 超過濾孔徑大小為1 ~ 100 nmbull 逆滲透膜的孔徑小於1 nmbull 奈米過濾孔徑大小介於逆滲透膜及超過濾膜之間

bull 1 mm = 1000 nm (一般細菌的平均大小)bull 1 m = 1000000 mmbull 1 mm = 10-6 mbull 1 nm = 10-9 m

顆粒特性與去除方式

bull 顆粒去除方式

傳統的沉澱與過濾 gt 1 mm微過濾 (Microfiltration) gt 005 mm超微過濾 (Ultrafiltration) gt 0005 mm奈過濾 (Nanofiltration) gt 0001 mm逆滲透 (RO) lt 0001 mm

Ca 2+Mg2+

不同薄膜孔徑種類bull 薄膜種類 - 以分子截留量 (molecular weight cut-off MWCO) 作為界定孔徑之單位

- 微過濾(micro-filtration MF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 超過濾(ultra-filtration UF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 奈米過濾(nano-filtration NF)

電價排除但亦具有篩除功能可去除水中二價陽離子

- 逆滲透(reverse osmosis RO)

一般視為無孔洞薄膜可截留所有水分子之外的物質

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

各種薄膜對特定物質分離範圍

bull 微過濾孔徑大小為01 ~ 10μmbull 超過濾孔徑大小為1 ~ 100 nmbull 逆滲透膜的孔徑小於1 nmbull 奈米過濾孔徑大小介於逆滲透膜及超過濾膜之間

bull 1 mm = 1000 nm (一般細菌的平均大小)bull 1 m = 1000000 mmbull 1 mm = 10-6 mbull 1 nm = 10-9 m

顆粒特性與去除方式

bull 顆粒去除方式

傳統的沉澱與過濾 gt 1 mm微過濾 (Microfiltration) gt 005 mm超微過濾 (Ultrafiltration) gt 0005 mm奈過濾 (Nanofiltration) gt 0001 mm逆滲透 (RO) lt 0001 mm

Ca 2+Mg2+

不同薄膜孔徑種類bull 薄膜種類 - 以分子截留量 (molecular weight cut-off MWCO) 作為界定孔徑之單位

- 微過濾(micro-filtration MF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 超過濾(ultra-filtration UF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 奈米過濾(nano-filtration NF)

電價排除但亦具有篩除功能可去除水中二價陽離子

- 逆滲透(reverse osmosis RO)

一般視為無孔洞薄膜可截留所有水分子之外的物質

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

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By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

bull 微過濾孔徑大小為01 ~ 10μmbull 超過濾孔徑大小為1 ~ 100 nmbull 逆滲透膜的孔徑小於1 nmbull 奈米過濾孔徑大小介於逆滲透膜及超過濾膜之間

bull 1 mm = 1000 nm (一般細菌的平均大小)bull 1 m = 1000000 mmbull 1 mm = 10-6 mbull 1 nm = 10-9 m

顆粒特性與去除方式

bull 顆粒去除方式

傳統的沉澱與過濾 gt 1 mm微過濾 (Microfiltration) gt 005 mm超微過濾 (Ultrafiltration) gt 0005 mm奈過濾 (Nanofiltration) gt 0001 mm逆滲透 (RO) lt 0001 mm

Ca 2+Mg2+

不同薄膜孔徑種類bull 薄膜種類 - 以分子截留量 (molecular weight cut-off MWCO) 作為界定孔徑之單位

- 微過濾(micro-filtration MF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 超過濾(ultra-filtration UF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 奈米過濾(nano-filtration NF)

電價排除但亦具有篩除功能可去除水中二價陽離子

- 逆滲透(reverse osmosis RO)

一般視為無孔洞薄膜可截留所有水分子之外的物質

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

顆粒特性與去除方式

bull 顆粒去除方式

傳統的沉澱與過濾 gt 1 mm微過濾 (Microfiltration) gt 005 mm超微過濾 (Ultrafiltration) gt 0005 mm奈過濾 (Nanofiltration) gt 0001 mm逆滲透 (RO) lt 0001 mm

Ca 2+Mg2+

不同薄膜孔徑種類bull 薄膜種類 - 以分子截留量 (molecular weight cut-off MWCO) 作為界定孔徑之單位

- 微過濾(micro-filtration MF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 超過濾(ultra-filtration UF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 奈米過濾(nano-filtration NF)

電價排除但亦具有篩除功能可去除水中二價陽離子

- 逆滲透(reverse osmosis RO)

一般視為無孔洞薄膜可截留所有水分子之外的物質

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Ca 2+Mg2+

不同薄膜孔徑種類bull 薄膜種類 - 以分子截留量 (molecular weight cut-off MWCO) 作為界定孔徑之單位

- 微過濾(micro-filtration MF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 超過濾(ultra-filtration UF) -分子大小篩除之方式進行過濾

- 奈米過濾(nano-filtration NF)

電價排除但亦具有篩除功能可去除水中二價陽離子

- 逆滲透(reverse osmosis RO)

一般視為無孔洞薄膜可截留所有水分子之外的物質

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

RO逆滲透原理

逆滲透滲透現象

所施加之壓力 gt 滲透壓

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

bull 顆粒分類(大約)

藻類 100 ~ 103 mm

細菌 10-1 ~ 101 mm (估計MW gt 500000)

腐植酸 10-3 ~ 10-1 mm (估計MW 5000 ~ 500000)

病毒 10-3 ~ 10-2 mm (估計MW 2000 ~ 20000)

水中一般鹽類 10-4 ~ 10-3 mm (估計MW 100~1000)

水中金屬離子 10-4 mm (估計MW lt 200)

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

微濾與超濾膜的通透

bc

bc

dxdcD

x

c

δ

( )gm RRpN+

∆=micro1

dxdcDcNcN p minus= 11

bcc = 0=x

mcc = δ=x

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

minus

minus=

pb

pm

ccccD

N ln1 δ

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

膜分離操作

pQfQ

rQ

V

由溶質的質量平衡得到

( ) ( )RcQdtVcd

p minus=minus 1

00 cc VV === 0t

由溶液的質量平衡得到

pQdtdV

=minus

RdVdcV =minus

00 cc VV ==

R

VV

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 0

0cc

R

VV

c⎟⎠⎞

⎜⎝⎛== 0

0

cCF

10

00

minus

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛==

R

VV

VccV REC

濃縮倍率CF

收率REC

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Dead-end and Crossflow filtration

濾餅層

薄膜

進流

滲透液出流

滲透液出流

濾餅層厚度

濾餅層厚度

滲透液出流

Dead-end filtration（終端過濾）

Crossflow filtration（橫流過濾）

流 力 設 計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

處理形式與使用範圍

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Reverse Osmosis (RO)

Nanofiltration (NF)

Ultrafiltration (UF)

Microfiltration (MF)

Membrane Filtration

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

薄膜型態

bull 平板式薄膜 (flat plate)bull 管式薄膜(tubular) bull 螺旋捲式薄膜(spiral wound) bull 中空纖維式薄膜(hollow fiber)

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

平板式薄膜 (flat plate)特點低能量消耗且易於拆除清洗

缺點填充密度較低

應用電透析 (electro-dialysis ED)生物薄膜

(Membrane bioreactor MBR)及RO中

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

收集主管

過濾管

膜框

膜片

曝氣框

曝氣管

平板式薄膜 (flat plate)

Kubota 沈浸式平板薄膜模組

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

管式薄膜(tubular)

出流水 管式薄膜

出流水進流水 濃縮液

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

管式薄膜(tubular)特點掃流式操作 (cross-flow)較不易為懸浮固體物

所阻塞可在高壓下操作

缺點單位面積薄膜所佔空間甚大

透膜壓損高能量消耗高

操作成本相對提高

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

中空纖維式薄膜(hollow fiber)特點

填充密度高

大的比表面積

設備費用低

易於反沖洗

操作方式

由膜內向膜外滲出(inside-out)

或由膜外向膜內滲入產生濾液(outside-in)

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

中空纖維式薄膜(hollow fiber)

Pall 中空纖維過濾系統

Zenon 中空纖維過濾系統

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

螺旋捲式薄膜(spiral wound) 特點

填充密度高

透膜壓損較小

缺點

不易清洗

不適合處理高濁度的進流水

應用一般多用於RO及NF

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

螺旋捲式薄膜(spiral wound)

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

Raw WaterRaw Water

FiltrateFiltrate

By-PassBy-Pass

出流水

原水

原水

出流水

濃液

截流式過濾 (dead-end)掃流式過濾 (cross-flow)

薄膜過濾方式

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

活性污泥膜濾法

bull 端點過濾(dead-end filtration)

阻力愈來愈大

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

活性污泥膜濾法

bull 橫流過濾(crossflow filtration)

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

不同薄膜過濾方式及其通量變化趨勢

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

RO薄膜種類

1醋酸纖維膜(cellulose acid CA)耐氯性高但當原處於鹼性的條件下(pH ≧80)或細菌存在的狀況下將導致使用壽命縮短

2聚醞胺類(polyamide PA)對氯及氯氨的承受性則較差故原水在進入逆滲透膜之前需以活性碳及還原劑等先做處理

3芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)polyfuranes等

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

RO薄膜型式

螺旋捲式膜(spiral wound)

中空纖維膜(hollow fiber)

管式膜 (tubular)

對稱性膜(symmetric membrane)

非對稱性膜(asymmetric membrane)

薄層合成膜(thin film composite membrane TFC)

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

螺旋捲式膜及中空纖維膜

螺旋捲式膜

中空纖維膜

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

薄膜類型 螺旋捲式膜 中空纖維膜 管式膜

薄膜單元特性

構造需要外支撐架薄膜織在有針孔的管上且位於壓力管內

不需要支撐架中空纖維質位於壓力管內

需要外支撐架薄膜塞入或附著在小管內小管集合在大管內

單位體積之膜面積(m2m3)

大 大 小

用途 海水淡化 海水淡化 工業廢水

經濟性

建造成本 低 低 高

操作成本 低 低 高

操作效能

回收率 佳 可 最佳

通量 大 中 大

抗懸浮粒子

可 可 最佳

清理效果 可 可 最佳

流量控制 可 可 最佳

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MFUFNF應用

MFUF

近年來常見於RO之前處理用於去除水中懸浮固體物避免大顆粒物質直接阻塞RO於半導體業中UF可置於RO之前去除水中溶解性及懸浮態的二氧化矽(SiO2)可有效延長RO的使用期限

NF具有去除二價離子之作用因此會被用於去除水中硬度離子如鈣離子及鎂離子達到水質軟化之要求利用MF前處理後進入NF膜再加以消毒出流水可進行再利用

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

RO之應用

工業廢水 二級處理之後及高科技產業之廢水

回收再利用

飲用水處理 海水淡化

去除率

- 單價離子(monovalent ions) 90 ~ 98

- 雙價離子(divalent ions) 95 ~ 99 (可以防止分子量大於200 Da的物質通過)

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

顆粒造成的薄膜阻塞

1 膠層泥餅之形成 (gelcake layer)濃度極化作用造成積垢物不斷累積壓縮所導致

2 孔洞阻塞 (pore plugging) 與孔洞大小相近之積垢物直接堵塞膜孔

3 膜孔壁阻塞 (pore narrowing)由於小分子顆粒吸附在薄膜孔內壁或是鹽類在表面析出

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

薄膜清洗方式1 可逆積垢 (reversible fouling)所造成的通量衰減可以利用物理性清洗加以

回復

2 不可逆積垢(irreversible fouling)無法經由物理性清洗去除的積垢此類積垢需要經由化學藥劑清洗

化學清洗鹼劑酸劑界面活性劑金屬螯合劑及觸媒

bull 無機性積垢物如鐵錳氧化物03 之檸檬酸清洗

bull 二氧化矽垢物鹼洗

bull 生物性積垢物次氯酸鈉

清洗方式浸泡或直接過濾

清洗時間依積垢狀況作調整

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Electrodialysis電透析

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Electrodialysis stacks for nitrate removal in drinking water

(3320 m3day)

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Electrodialysis system for the desalting of amino acid solutions

Electrodialysis plant process skids for sugar juice demineralization

httpameridiacomhtmlelephtml

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Electrodialysis for tartaric stabilization of wine

Tartaric wine stabilization plant (9000 Lhour)

httpameridiacomhtmlelephtml

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR（薄膜生物反應器）技術

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

bull 現有生物程序由於固液分離不易控制常造成Biomass流失處理效率降低並造成放流水中COD與SS高於放流水標準

bull 污泥處置成本逐漸提高低污泥產率之生物處理程序需求增加

bull 由於水資源缺乏處理水回收再利用為未來趨勢

bull 新興產業（如製藥業）常含有有機無機成分混合廢水現有技術不易處理

技 術 背 景

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

關鍵技術

bull處理槽設計bull污染物傳輸方式bull薄膜與膜組設計bull流力控制降低結垢bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用於特殊難處理廢水bull對環境變異的忍受性強bull停留時間長有助於特定族群微生物之馴養

bull污泥產率低固液分離效率高

bull出流水水質佳有利回收bull處理槽體積小節省空間

技術優點

薄膜生物反應器技術薄膜生物反應器技術（Membrane Bio-Reactor Technology）

Influent(containing organic pollutants)

Oxygen

Effluent(organic pollutants extracted)

Extr

activ

e M

embr

ane

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Nutrients

Influent

Biom

ass

Rec

ycle

Suspended SolidsBioreactor

Permeate

MembraneFilter

固液 分離薄膜生物反應器Solid-Liquid

Membrane Separation Bioreactor

特殊成分傳輸薄膜生物反應器Specific Compound Transfer

Membrane Bioreactor

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

進流放流

進流

傳統活性污泥程序

活性污泥槽 沈澱槽 砂濾槽 消毒槽

薄膜模組

MBR與傳統活性污泥程序比較

放流（可回收使用）

薄膜生物反應器程序

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

處理後水質佳BOD lt 10mgLSS lt 10mgL利於回

收

操作成本低擴充性容易

佔地面積僅為傳統活性污泥程序之40 ~ 50

污泥停留時間長有利於特殊或難分解污染物的去除

可攔除大部分致病菌減少消毒劑用量

污泥產量少可減少廢棄污泥量

污泥濃度高可處理高濃度變化之污水

MBR之特點

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR之關鍵技術

生物系統

傳統活性污泥法

厭氧生物系統

脫氮除磷系統(AO A2O AOAO SBRhellip)

薄膜系統

MFUF板狀中空纖維管狀膜孔隙大小

材質PE PVDF 不織布hellip

薄膜阻塞空氣擾動反洗藥洗流速控制

操作條件

生物系統最佳化參數(MLSSFM SRT DOhellip)

薄膜操作壓力通量

薄膜防垢操作模式(流速控制空氣擾動hellip)

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR與活性污泥法之比較

項目 活性污泥法 MBR

COD負荷(kg CODm3 d) 05 ~ 07 ~ 2

MLSS濃度(mgL) 3000 8000 ~ 15000

FM (kg CODkg MLSS d) ~ 02 lt 01

HRT (hr) 4 ~ 8 ~ 4

SRT (hr) 5 ~ 15 10 ~ 30

污泥產量(kg SSkg COD) 03 ~ 05 02

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

分離式MBR

生物反應槽與膜組件分離

操作維護較容易

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

沉浸式MBR

膜組件沉浸於生物反應槽中

較節省空間

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR之積垢種類

生物積垢

微生物生物膜

微生物胞外產物(蛋白質多醣類)

好氧厭氧污泥

固體物積垢

水中SS

固體顆粒

有機物積垢

油脂蛋白質腐植酸等

無機鹽積垢

Ca Mg Fe等鹽類產生之化學性積垢

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

影響積垢之因子

薄膜特性

材質親水性疏水性

孔徑

型式中空纖維平板式管式膜

Cross-flow rate

透膜壓力(TMP Trans-membrane pressure)

通量(LMH Lm2h)

生物系統狀態

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

如何減少薄膜積垢

薄膜系統操作

空氣清洗利用空氣擾動使污泥不易附著於薄膜上

定時反洗藉由反洗將附著於薄膜上之積垢清洗下來

定時藥洗於反洗時添加NaOCl避免微生物生長於薄膜上

定時脈衝操作藉由脈衝操作使附著於薄膜上之積垢清洗下來

長時泡藥定期將薄膜浸泡於酸液或其他藥洗液中以達到更完

全之清洗效果

生物系統操作

MLSS濃度

HRTSRT

DO(好氧厭氧)

微生物相

微生物胞外產物

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

各種MBR之比較

廠牌Zenon

(Zeeweed) Kubota Mitsubisi (Rayon) X-Flow ITRI

MBR型式 沉浸式 沉浸式 沉浸式 分離式 沉浸式

薄膜種類 UF (PVDF) MF MF (PE PVDF) UF (PVDF) 不織布

薄膜型式 中空纖維 平板式 中空纖維 管狀膜 平板式

孔徑 (μm) 0035 04 04 003 lt 20

通量(LMH) 40 ~ 70 15 ~ 35 20 ~ 50 40 ~ 200

積垢清洗方式

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

空氣擾動+反沖洗藥洗

空氣擾動+反沖洗+藥洗

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Recirculated MBR

Excess Sludge

Influent

Effluent

Excess Sludge

Influent

Integrated MBR

Effluent

MBR模組配置範例

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR技術特點

現有技術遭遇之問題 MBR 之技術優點 無法忍受太大之負荷變化 污泥濃度高可處理高濃度變化

反應速率慢 污泥濃度高處理系統單位活性增加

不易分解多種污染物 污泥停留時間（SRT）可相當長生長速率

緩慢的微生物得以滯留與增殖有利於特殊

或難分解污染物的去除 截留難分解之高分子物質增加處理效率

產生大量污泥 維持低 F∕M 比減少廢棄污泥量

處理水水質不穩定 Biomass 可完全截留沒有傳統程序污泥分

離的問題

可去除細菌和病毒利於處理水回收再利用

的水質要求

空間需求大 處理系統不需沈澱單元可大幅節省空間

污泥濃度高處理系統單位活性增加進而

減少處理槽體積

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR技術需考慮參數

微生物

薄膜流力

bull 親疏水性bull 孔隙大小分佈bull 模組設計bull 生物穩定性

bull 擾流操作bull 剪力作用bull 透膜壓力

bull 特殊微生物或族群bull 微生物環境篩選bull 生物分解機制

降低結垢提高穿透通量提高分離傳遞效率

反應速率快污泥產率低

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

公司名稱 薄膜型式 Zenon ZeeWeed 01μm 中空纖維

Mitsubishi Rayon 04μm 中空纖維(聚乙烯)

URE Lis amp Mutsui Chemicals

平板式(聚丙烯)

Wehrle werk Ag 管狀 UF(polysulfone)

US Filter 02μm 中空纖維(聚丙烯)

Degremont 陶瓷材料

Kubota 板框式於不織布塗上一層 02~045 mm 厚之

多孔性(孔徑大小 04μm)之高分子塗層

商業化MBR薄膜型式

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Zenon MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜中空纖維管 PVDF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Kubota MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜平板狀 MF材質

出水 負壓式

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Kubota MBR

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

X-Flow MBR

MBR型式 分離式

薄膜管狀膜 PVDF材質

出水 正壓式

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

X-Flow MBR

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

AirLift

AirLift

MLSS 12 - 40 glFlux (80-200lmh)最小佔地面積

能量消費量大 ( 約 2-3 kWhmsup3) 簡単

逆洗不要

TMP (100 - 500 kPa)

MLSS 8 - 12 glFlux (40-60lmh)小佔地面積

能量消費量小(025 ndash 04 kWhmsup3)控制系統複雜

逆洗要

低 TMP (5 - 30 kPa)

Cross flow

X-Flow MBR

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Mitsubishi MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜MF中空纖維管 PE amp PVDF材質

出水 負壓式

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Mitsubishi MBR

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

Mitsubishi MBR

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

ITRI MBR

MBR型式 沉浸式

薄膜板狀 不織布材質

出水 負壓式

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

ITRI MBR

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

歐洲之MBR發展趨勢

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

歐洲MBR應用實績- 工業廢水

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

歐洲MBR應用實績- 都市廢水

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR之應用領域統計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

MBR應用規模統計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

FBC 廢水處理技術

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

FBC 廢 水 處 理 技 術

鹼劑廢水

處理水

迴流水

水流分佈器

藥劑

擔體

結晶

擔體床呈流體化狀態

FBC流體化床結晶（Fluidized Bed Crystallization）

特性bull 無污泥產生bull 晶體量少且可資源化利用

應用bull 含氟廢水bull 水質軟化bull 重金屬廢水

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

流體化床結晶技術（Fluidized Bed Crystallization FBC）基本原理與

傳統沈澱處理相似都是利用在廢水中加入適當離子產生低溶解度化合物

的特性再藉由固液分離達到去除水中特定離子的目的

但是結晶法與傳統沈澱方法差異之處在於傳統沈澱方法經由加藥

混凝所形成的是微細的懸浮物不容易沈澱濃縮和脫水而結晶法則是

利用特殊設計的流體化床反應槽配合準確的程序控制使低溶解度化合

物在砂粒擔體（02～05 mm）表面形成結晶並逐漸成長產生高純度的

結晶體顆粒（1～3 mm）很容易就可以從廢水中分離出來結晶法產生

的特定化合物結晶體含水率在10 以下重量比傳統沈澱方法產生污泥餅

低50 以上而且結晶體純度高不但容易儲存運送甚至還可以資源

化利用解決令人頭痛的污泥處理問題

FBC技術簡介

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

擔體表面結晶之原理

廢水中無機物附著

擔體表面形成結晶

結晶成長

D1~3 mm 含水率低rarr量少易處置

純度高rarr易資源化

擔體

D02~05 mm

V=πD36

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

00 10 20 30 40

20

40

60

80

100

Labile(Turbid)

Metastable(Clear)

Stable(Understaturated)

NaF+CaCl2

WW+CaCl2

pF

pCa

流體化床

結晶成長的主要驅動力 濃度差

pCa = - log[Ca 2+]

溶液須為過飽和狀態

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

半導體製程及含氟廢水來源

目前普遍採用傳統沈澱法處理會產生大量污泥

紫外光

晶片

晶片清洗 氧化 光阻塗佈 曝光 顯影沖洗 蝕刻 去光阻

二氧化矽

光罩光阻

二氧化矽

有機溶劑有機鹼

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 CH3COOH系HNO3H3PO4CH3COOH

有機溶劑H2SO4 H2O2

含氟廢水 含氟廢水

反覆程序

HF H2OHF NH4F H2O (BHF)系HF HNO3 H2O系NH4OH H2O2HCl H2O2H2SO4 H2O2

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

流體化床結晶與沈澱法的流程比較基本反應 2F－＋Ca2＋rarrCaF2

2HF＋ CaCl2＋2NaOH rarr CaF2＋ 2NaCl＋2H2O

混凝 膠凝 沈澱 過濾

污泥脫水

進流 放流

污泥

傳統沈澱程序

結晶 過濾 放流進流

晶體（可回收使用）

結晶程序

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

流體化床結晶與沈澱法比較

比較條件 流體化床結晶 沈澱法

最終產物重量 晶體量小（約為沈澱法產生

污泥量之 50）

污泥量大

最終產物脫水 不需脫水機 需脫水機

資源化條件 容易CaF2晶體純度 85以

上適合回用於鋼鐵廠水

泥廠玻璃業及陶瓷業等當

助熔劑

無（通常以掩埋法處置）

設置成本（萬元） 1200 (3500)

佔地面積（平方公尺） 320 400

操作成本（萬元年） 240 560

以每日處理 100 公斤氟的新建廢水處理廠為比較基準

人工費用 300 元工時人污泥處理費 10 元kg

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

經濟效益分析

設 備 流體化結晶法 化學混凝沉降法

化學緩衝槽 有 有

化學反應槽 有直立式 有水平式

化學加藥系統 有CaCl2ampNaOH 有CaCl2NaOHPAC amp Polymer

污泥沉澱槽 無 有

污泥濃縮槽 無 有

污泥壓榨機 無 有

結論1流體化結晶法佔地遠較傳統沉降法少

2傳統沉降法所需設備經費並不小於流體化結晶法

流體化床結晶法與傳統混凝處理法所需設備比較表

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

經濟效益分析

單位萬元

單 位 單 價 數量Year 金額 數量Year 金額

電費 MWH 0 500 80 200 32

CaCl2 Ton 0 1705 375 3410 750

PAC Ton 0 0 0 50 18

Polymer Kg 0 0 0 1000 120

Sand Ton 0 30 8 0 0

污泥 Ton 0 276 110 739 296

Total 573 Total 1215

2流體化床加藥量 CaF＝1傳統處理加藥量 CaF＝2

3流體化床結晶含水率10傳統處理污泥含水率70

項 目基 準 流體化床結晶法 傳統混凝沉澱法

計算基準1 Inlet F 360 Kgday amp 1200 m3day

流體化床結晶法與傳統混凝處理法操作成本比較表

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

漢磊科技公司（5 m3times11996）

流體化床結晶技術應用案例

立生半導體公司（ 8 m3times21998）

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

氟 化 鈣 結 晶

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

處 理 成 本 估 計

處理場規模

公斤氟離子∕日

資本總投資

萬元

單位造價

萬元∕公斤氟離子∕日

操作費用

萬元∕年

處理單價

元∕公斤氟離子

100 960 960 222 61

200 1500 750 357 49

500 2600 510 760 42

1000 4100 410 1490 41

2000 7000 340 2800 38

5000 14500 280 6800 37

10000 26000 260 14000 37

不包括土地及收集系統

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

FBC去除碳酸鈣實廠應用

冷卻塔排放水

實驗室排水

生活污水

製程排水 放流池生物沈澱池活性污泥曝氣池

厭氣反應槽調勻池

脫水機污泥濃縮池 污泥餅（焚化）

工業區聯合污水廠

（有機廢水處理）

回收沼氣

細篩機

中和槽

晶體暫存槽

流體化床結晶槽

排晶體帶出水貯槽

晶體撓性吊籃輸送機

再生離子交換樹脂之鹼性廢水

再生離子交換樹脂之酸性廢水

晶體再利用

晶體

處理水

WWT

CTBD

ISTa

ISTb

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

FBC產生晶體以細篩機進行固液分離後利用撓性吊籃輸送機將晶體送至晶體暫存槽再以卡車裝載方式運送至水泥公司做為爐石粉的摻配料回收再利用

碳酸鈣晶體資源化利用

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

FBC Technology Application

Fluidized Bed Crystallization Technology

bull Semiconductor Industry

bull Cathode Ray Tube Industry

Fluoride Containing Wastewater

bull Electroplating Industry

bull Printed Circuit Board Industry

Heavy Metal Containing Wastewater

bull Process Water

bull Drinking water

Water Softening

bull Fertilizer Manufacturing Industry

bull Chemical Industry

Removing Phosphate Ammonia

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

FBC應用實績

工廠別 廢水種類 規 模 結 晶 產 物 完 成 日 期 漢磊科技 半導體業含氟廢水 Volume 5 m3

Size 11 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 1996

立生半導

體 半導體業含氟廢水 Volume 8 m3

Size 12 m(φ)times7 m(H) Number 2

氟化鈣 1998

奇美電子 I 光電產業含氟廢水 Volume 25 m3 Size 08 m(φ)times5 m(H) Number 1

氟化鈣 1999

中美和 石化業綜合廢水 Volume 39 m3 Size 25 m(φ)times8 m(H) Number 3

碳酸鈣 1999

茂德科技 半導體業含氟廢水 Volume 34 m3 Size 25 m(φ)times7 m(H) Number 3

氟化鈣∕冰晶石 2001

奇美電子 II 光電產業含氟廢水 Volume 47 m3 Size 1 m(φ)times6 m(H) Number 1

氟化鈣 2001

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

UASB 廢水處理技術

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

厭氣與喜氣處理之比較

厭氣處理 喜氣處理

進流水

厭氣處理

污泥

5 kg COD

100 kg COD

CH4

CO2

85 kg COD

進流水

喜氣處理

污泥

60 kg COD

100 kg COD出流水

10 kg COD

CO2

H2O

30 kg COD

bull 去除 1 kg COD約產生 05 m3沼氣（035 m3 CH4）

bull 去除 1 kg COD約產生 0025- 005 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 2-30 kgm3day

bull 去除 1 kg COD約需要 1 KWH電力

bull 去除 1 kg COD約產生02- 04 kg SS

bull 處理槽體積負荷約 05-3 kgm3day

曝氣動力100 KWH

出流水

10 kg COD

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

處理技術

體積負荷

（kg CODm3day）

建造成本

（元∕kg COD）

操作成本

（元∕kg CODr）

二次污染

（污泥廢氣廢棄

物hellip）

COD 去除率

（）

處理水 COD

（mgL）

上流式厭氣污泥床（UASB） 2-30 400-6000 05-2 times

厭氣流體化床（AFB） 2-25 600-8000 05-2 times

厭

氣 厭氣濾床（AF） 2-25 600-8000 05-2 times

活性污泥法（AS） 05-3 3000-15000 25-5 timestimestimes

批式活性污泥法（SBR） 05-3 3000-15000 25-5 timestimes

二

級

處

理

技

術

喜

氣 固定膜處理槽（FF） 05-2 6000-25000 25-5 timestimes

＞80

（單一或組合

程序）

＜180

（緩衝標準）

薄膜分離 mdash 200000-400000 150-250 timestimestimes 90-95 ＜100

（87 標準）

活性碳吸附 mdash 90000-150000 100-400 timestimestimes 20-75

化學混凝 mdash 30000-50000 30-150 timestimestimestimes 20-50

臭氧氧化 mdash 20000-40000 250-350 timestimes 30-60

高

級

處

理

技

術

Fenton 化學氧化 mdash 30000-50000 100-200 timestimestimestimestimes 65-85 ＜100

（87 標準）

註二次污染程度以一至五個times符號表示times愈多表示愈嚴重

廢水處理技術特性及成本之比較

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

UASB 廢 水 處 理 技 術UASB上流式厭氣污泥床（Upflow Anaerobic Sludge Bed ）

硬體設計bull 槽體bull 氣固液三相分離裝置bull 進流水分配器

軟體技術bull 厭氣分解性測試和處理可行性評估bull 污泥菌種選擇植種馴養及活化bull 處理槽負荷及性能提昇與控制

進流水分配器

出流水

甲烷氣

進流水

氣固液三相分離裝置

污泥床區

污泥毯區

溢流堰

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

UASB處理槽中的微生物污泥

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

UASB 技 術 之 演 進

1984 年

新型第 24384 號專利

樹林屏東南投

隆田花蓮埔里

宜蘭等酒廠

第二代設計第一代設計 第三代設計

1988 年

亞洲化學公司

1991 年

新型第 100967 號專利

光正亞洲（Ⅱ）華隆

長春花蓮酒廠大穎

統一台石化

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

UASB應用實績公司工廠名稱 完成日期 行業別 槽體體積

(m3)廢水種類 廢水量

(CMD)COD(mgL)

亞洲化學公司 198810 化工 700times1300times1

膠帶製造溶劑廢水 400 9000

光正化工公司 199106 化工 80 塑膠安定劑廢水 80 8000菸酒公賣局宜蘭等7個酒廠 199206 醱酵 3000 各種酒類醱酵廢液 60-200 4000-30000華隆公司頭份總廠 199209 紡織 450times2 聚酯和耐龍纖維廢水 800 5000華隆公司頭份加工二廠 199302 紡織 500times2 聚酯纖維廢水 1000 5000長春石化公司苗栗廠 199307 石化 1350times2 PVATMPPVB製程廢水 1200 4200華隆公司頭份加工三廠 199402 紡織 600times2 聚酯纖維和紗廠廢水 1000 5000復興航空公司 199503 食品 135 食品加工廢水 250 2000菸酒公賣局花蓮酒廠 199506 醱酵 1300 米酒蒸餾廢液 1300 10000遠東紡織公司新埔化纖總廠 199507 紡織 3500 聚酯纖維廢水 4000 2500大穎化工公司全興廠 199612 化工 500 塑膠添加劑廢水 200 8000統一企業公司新市廠 199710 食品 900times2 食品加工廢水 4000 2000台灣石化合成公司 199910 化工 800 Maleic acid anhydride 125 12000大穎化工公司線西廠 199912 化工 900 高級脂肪醇 400 8000

累計 gt18000

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

A公司廢水處理系統

調勻池V-101

UASBR-101102

喜氣槽R-202

沈澱槽S-201

UASBR-201

喜氣槽R-103

沈澱槽S-101

1

2

3

4

5

68

放流水

PVC廢水

EA廢水

分水槽V-201

7

150 m3 700 m3

300 m3

180 m3

35 m3

水流編號 1 2 3 4 5 6 7 8

水流名稱 EA 廢水 PVC 廢水 進流水(1) 進流水(2) 厭氣出流(1) 厭氣出流(2) 厭氣出流(3) 放流水

流量（CMD） 300 100 265 135 265 55 80 400

COD（mgL） 12000 1000 9000 9000 ＜540 ＜540 ＜540 ＜200

pH 3 45 7 7 7 7 7 6-9

質量平衡

A20 m2

A7 m2

【註】第一套流程77年運轉第二套流程81年運轉

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

A公司廢水處理系統經濟效益

項 目 傳統處理流程 A 公司 UASB 處理流程

投資額 3600 ＜1200

操作維護費 1260 120

動力費 260 20

藥劑添加 600 100

污泥處理處置 400 mdash

bull 投資額節省2400萬元

bull 操作維護費每年節省1000萬元

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

BioNETreg廢水處理技術

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

技術研發背景

bull 符合放流水標準

bull 適用低濃度廢水

bull 在高水力負荷下操作

bull 污泥固液分離簡單

bull 設置∕操作成本低

BioNETreg

高級生物處理技術

darr

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

BioNETreg技術特性

技術重點

bull處理槽設計bull曝氣方式bull擔體規格化bull流力控制bull微生物控制

bull處理槽內污泥濃度高bull特別適用低濃度廢水在高水力負荷下操作

bull對環境變異的忍受性強bull污泥固液分離簡單bull氧氣利用效率高bull操作成本低

技術優點

空氣

進流水

出流水

高分子發泡擔體

微生物截留在網狀結構中

BioNETreg生物網膜技術（Biological New Environmental Technology）

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

BioNETreg技術原理

bull 採用多孔性擔體作為反應槽之介質提高懸浮固體物攔截之機會同時由於擔體屬於開放性孔洞有助於水流流況之穩定

bull 多孔性擔體提供廣大表面積作為微生物附著增殖之介質可累積大量生物膜微生物有助於達到去除各種污染物之目的

bull 多孔性擔體上成長大量微生物反應槽具有高負荷高效率高穩定性的優點

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

bull 成長於多孔性擔體之生物膜型態有助於特定族群微生物之馴養

bull 採用固定床膨脹床方式操作具有操作簡易之特點

bull 對於有機污染物之處理多孔性擔體之成本與浸水濾床材質相近但其處理功能為浸水濾床之二倍

BioNETreg技術原理（續）

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

技術應用範圍及對象

BioNETreg

廢水回收再利用之前處理

表面水與地下水整治

自來水原水之前處理

有機廢水三級前處理或三級處理

有機物氨氮硝酸氮

氨氮硝酸氮 有機物

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

處理系統組合與功能

二級生物處理

化學氧化

BioNET

現有水處理程序

進流水

出流水符合放流標準

原水 自來水BioNET

(2)高級生物處理去除二級處理殘餘COD

(3)去除原水中含氮物質有機物

二級生物處理

BioNET進流水

出流水符合放流標準

回收再利用系統

回收再利用系統

BioNET進流水

出流水符合放流標準

三級處理單元

(1)二級生物處理去除COD

回收再利用系統

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

BioNETreg研發歷程從實驗室至實廠

BioNET實廠

BioNET模型廠

BioNET實驗室設備

多孔性擔體

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

應用類別 廢水處理 廢水回收 表面水處理 地下水處理

處理對象 化工業

二級處理出流水

造紙業

二級處理出流水

石化業

廢水

河水 池塘水 地下水

處理目標

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

符合 87 年放流

水標準及降低三

級處理成本

做 為 冷 卻

塔補充水

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去 除 水 中

氨 氮 與 有

機物

去除地下水

中硝酸氮

COD

去除率()

20-50 30-40 40-50 20-30 30-40 -

NH3-N

去除率()

- - - 85-100 80-100 -

NO3-N

去除率()

- - - - - 70

模型廠試驗 完成 完成 完成 完成 完成 完成

實廠 2000 年 12 月完

成硬體建造與試

車

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

完 成 基 本

設計

BioNETreg應用案例

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計

應用對象 二級出流水處理 2 （以造紙業為例）

廢水回收前處理 （以石化業為例）

表面水處理

特點 去除殘餘 COD降

低後續三級處理操

作成本符合 87 年

放流水標準

去除低污染廢水中之

污染物出流水可直接

或進一步處理應用為

各級回收再利用

去除水中有機物與

含氮物質可應用

於淨水廠前處理或

水域整治 操作成本 1

（元kg COD）

183 408 43

操作成本 1 （元kg NH3-N）

- - 65

操作成本 1 （元m3）

13 49 01

備註1 操作費用未含人事費用應用於二級出流水處理約可降低至少 50之物化高級處理費用

2 BioNET 處理COD 由 170mgL 降至 100mgL

操作成本估計