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環保署推動本土化友善環境的新興廢(污)水處理技術-廢水變黃金

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水質保護
110-04-14 [行政院環境保護署水保處]

環保署為協助解決中小型產業重金屬、氨氮、染整、洗車廢水及醫院廢水新興污染物現行廢水處理技術之瓶頸,與國內大專學校合作研發推動低污染(Low pollution)、低耗能(Low energy consumption)、低成本(Low cost)、低度空間使用(Low space)及循環經濟(Circular Economy)之4L+C新興廢(污)水處理技術,期藉污染預防策略與技術之整合,提升國內整體產業廢水處理技術,協助產業積極改善,符合水污染防治管制規範。

環保署表示,現行廢水處理技術常有為解決單項污染物,反衍生其他污染物,如添加藥劑而造成污泥二次污染問題或為去除色度,添加過量氯鹽反而衍生生物毒性,對水體、水生物產生危害問題,且部分具循環使用價值之污染物未能回收使用,反花費處理成本,造成資源浪費。另部分傳統廢水處理設施設置處理成本高,且須有一定空間使用限制,阻卻中小產業、洗車業投入改善;另近年來受到國人高度關注藥物與個人保健用品(Pharmaceuticals Personal Care Products,PPCPs)等新興污染物,不易藉由一般傳統廢水處理程序去除或降低其濃度。為解決現階段廢水處理技術之瓶頸,實有必要發展本土化友善環境之新興廢(污)水處理技術。

環保署說明,已與國立臺灣大學、明志科技大學、台北醫學大學、輔英科技大學等國內學術單位合作研發電容去離子、旋濾浮除、非熱電漿、氨氮氣提循環回收等技術,相關技術應用及試驗成果說明如下:

一、電容去離子(可運用於重金屬廢水處理)

(一)該技術為臺灣大學侯嘉洪教授團隊研發,已為模廠驗證期。主要為利用電吸附機制,使離子或帶電的污染物質從水體中分離,達到淨化水質的目的,適合應用於中低濃度電鍍廢水處理。以處理銅濃度300 mg/L的廢水為例,利用簡單的充電操作,10分鐘內可使出流水質達1.5 mg/L,符合放流水管制標準,而移除電壓的放電階段,可富集5倍以上有價金屬離子,具回收再利用潛力。

(二)現行重金屬廢水多採化學混凝沉澱處理,多有設置、處理成本高、空間占用大、需添加大量化學藥劑、產生污泥及衍生二次污染之問題。電容去離子與其相較下,以含銅重金屬廢水300CMD為例,處理成本僅需1/3;設置空間約僅需1/13;且經電解還原後,每月可回收銅原料約548公斤,可獲益市值約15萬元(以產水率80%、符合管制標準,銅價每公斤約270元計算)。

二、旋濾與浮除技術(可運用於洗車廢水處理)

(一)該技術為明志科技大學吳容銘教授團隊及台北醫學大學胡景堯教授團隊合作研發,屬實驗室初期。主要以旋風過濾方式搭配特殊濾材並結合高效浮除技術設計成「垂直式浮除塔」處理及回收洗車廢水。旋濾與浮除技術具有低成本,佔地空間小以及水循環利用之優勢,適合中小規模洗車場,除可使洗車廢水符合管制標準外,每小時約可回收0.5噸之洗車廢水。

(二)現行洗車廢水多採沉澱加活性碳處理技術,多有設施空間大、活性碳吸附設備成本高,且有活性碳廢棄處理二次污染之問題。旋濾浮除技術與其相較下,以處理洗車廢水10CMD為例,設置成本約可節省1/3;處理成本約可節省1/5;設置空間約可節省5/6;且可回收4/5洗車廢水(以每天經營12小時,每月產生廢水約300噸,可以回收約240噸推估)。

三、非熱電漿技術(可運用於醫院抗生素廢水、染整廢水)

(一)該技術為明志科技大學官文惠教授團隊研發,屬實驗室初期。主要是施加高電壓,誘發電漿放電,放電之過程產生自由基、臭氧及電子等活性物質,進而氧化或分解污染物,可處理難分解有機物(包含抗生素、染料等),具設備占地小、維護便利及無須加藥,不會產生污泥等優勢。50mg/L安莫西林之廢水於處理10分鐘後,未檢出其殘餘濃度;950色度單位的亞甲基藍於處理1分鐘後可降至51色度單位,符合放流水標準。

(二)現行染整廢水多採混凝沉澱結合化學氧化處理技術,多有設置、處理成本高、空間占用大、需添加大量化學藥劑、產生污泥,衍生二次污染及危害水體生物等問題,非熱電漿技術與其相較下,以含染整廢水1,600CMD為例,設置空間僅需1/20,反應時間僅需1/30。

(三)現行醫院廢水處理,多採行生物處理單元結合活性碳、臭氧之高級處理單元處理技術,多有設置、處理成本高、空間占用大、產生污泥及易衍生二次轉化副產物之問題。非熱電漿技術與其相較,以醫院含抗生素廢水400 CMD為例,反應時間僅需1/3,且產生二次轉化副產物之風險較低。

四、氨氮氣提循環回收技術(電鍍廢水高濃度氨氮廢水)

(一)該技術為輔英科技大學賴進興教授團隊研發,已為模廠驗證期。利用氣提與吸收技術及「真空結晶技術」,處理電鍍業、金屬表面處理業高濃度氨氮廢水,並回收固體氯化銨原料回到電鍍製程使用。高達15,000mg/L以上氨氮濃度廢水,經72小時處理,廢水中氨氮去除率可達到99%,氯化銨純度可達到99%以上。

(二)現行電鍍業氨氮廢水多採化學混凝沉澱結合化學氧化(加氯)法,多有處理成本高及餘氯危害水體生物等問題。氨氮氣提循環回收技術與其相較,以電鍍業螺絲螺帽製程氨氮廢水150CMD,氨氮濃度15,000 mg/L為例,設置成本約可節省2/3、處理成本約可節省1/2、設置空間約可節省1/3,且每月可回收約16,200公斤氯化銨,可節省約30萬餘元的藥劑使用費(以回收90%計算,每噸水可回收99%高純度氯化銨約3.6公斤,市場行情每公斤約20元以上)。

環保署表示,上述新興廢(污)水處理技術,後續將進行實廠示範驗證,未來更期待透過技術媒合以及技術輔導與產業聯盟,共同合作推動,共創經濟與環保雙贏局面。

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