國內外水回收再利用研究發展現況

時間：2007-02-06 來源： 作者：

水回收再利用系統中，處理技術之選擇及各單元組合方式，依所處理的對象、目的不同而有所不同，除在技術面須考量各程序之處理效能，所回收之處理水是否能達到水再利用之要求外，亦必須將經濟誘因及健康風險納入加以評估，以建立一高處理效率、低操作成本之水回收再利用系統。本研究匯整分析自2000年迄今，水回收再利用之相關文獻，認為近幾年來水回收再利用之研究發展趨勢可分為三大方向，分別為高級處理程序之應用、新技術之研發以及模式評估，說明如下。

    1.高級處理程序之應用

    可作為回收再利用之原水水源，包括工業廢水、都市污水及其它水源，其中以染整工業廢水及食品工業廢水應用最廣且相關研究亦最多。受限于廢水處理技術之效能，以傳統廢水處理單元，處理各類別廢水，并無法達到水質及降低人體健康風險之需求，故以初級、二級處理技術為基礎，導入高級處理程序，以提升處理效能，可增進回收再利用系統之處理效益，為水回收再利用之研究重點之一。常見之處理技術包括：

    (1)過濾/吸附/砂濾：在Voigtetal.,（2001）的研究中，利用前處理-過濾-UV消毒之配套流程，針對食品工業廢水進行脫鹽及有機物去除，處理水可回收做為鍋爐及清潔用水。Hamodaetal.,（2004）以砂濾作為三級處理單元，處理活性污泥放流水，操作一年后，系統可穩定的去除95％SS以及99％之BOD及COD，回收水可應用于灌溉。RamirezCamperosetal.,（2004）建立過濾-吸附-RO/離子交換處理流程，去除飲料工業清洗用水中所含的污染物，COD去除率可達80％，TDS為75％，回收率提升為50％。以砂濾配合加氯消毒單元，處理社區污水處理場之二級放流水，在BOD、臭味、色度及外觀上無法達到水回收再利用之參考標準，若改以臭氧消毒，則除可達到再利用標準外，同時對大腸桿菌及濁度的去除有相當之助益（倪振鴻等人，2001）。

    (2)離子交換/電透析：JacekandGrazyna（2001）以電透析及離子交換作為基本處理單元，藉由單元程序組合的改變，如二階段電透析；電透析-陽離子交換；陽離子交換-二階段電透析，探討最適操作流程以處理廢酸或含金屬鹽類溶液。研究指出，以陽離子交換-二階段電透析，可得最佳水質，然因樹脂再生液使用量大，操作成本反較其它二者為高。

    (3)好氧-缺氧-厭氧程序：Ahnetal.,（2003）利用好氧-缺氧-厭氧MBR去除家庭生活污水中所含之營養鹽，磷的去除可達93％，而氮則為60％。Chengetal.,（2004）以厭氧消化方式處理含高濃度COD18,000mg/L、TKN1,600mg/L、TP360mg/L之畜牧廢水，處理過程中可回收沼氣作為能源，且處理水可做農業用途生產蕃茄。鄭幸雄等人（2003）利用三段式流體化床生物程序，包含高溫厭氧反應槽、脫硝槽及硝化槽，處理壓克力纖維制程廢水，實驗證實COD去除率在90％以上，硝酸氮去除率高于97％，有機氮去除率介于60％～80％間，顯示有一定程度的處理效率。陳重男等人（2002）則利用無氧/好氧MBR程序處理都市污水，COD去除率可達97％，總氮及SS則為88及100％。

    (4)薄膜程序：Ismailetal.,（2004）以NF單元，處理含有高NaCl及染料、色度濃度之染整廢水，處理水經回收后可再進入制程中被使用，估計兩年內可回收單元設置及操作成本；Franketal.,（2002）以二階段NF去除染整工業廢水中98％之色度，使水回收率達90％；而TangandChen（2002）同樣以NF處理染整廢水中電解質及色度，水回收率可達99％。由于制革工業之制程中使用大量化學藥品，故制程廢水即使經過二級處理，出流水仍含有大量之TDS及有機物，無法以傳統之處理程序處理。Suthanthararajanetal.,（2004）使用RO單元，去除98％TDS，回收率提升為78％，若將NF結合RO單元，除可提升回收率外，亦可延長薄膜壽命以及增加滲流量。Lowetal.,（2003）指出，以傳統混凝及沈淀處理電視映像管制程廢水，有高成本及大量污泥產生之缺點，若改以薄膜程序處理，則濃縮液中的碳微粒可在回收應用于制程中，處理水亦可再被使用。Noronhaetal.,（2002）結合MBR可去除有機物，及NF可移除無機物之優點，輔以UV消毒，可使果汁工業制程廢水回收作為冷卻或鍋爐用水。而乳制品產業廢水，因其含有部分牛乳，故水中COD增加，使用RO或NF需再結合其它單元，才能使處理水符合再利用標準（Béatrice,2002）。在MiyagiandNakajima（2002）的研究中，利用UF處理含礦油及非離子性界面活性劑（APE）之乳化廢水，結果顯示，UF薄膜系統可去除97％礦油及90％APE。Mutluetal.,（2002）使用0.8μmMF結合400Da之NF，處理含有大量BOD、4000mg/LCOD及11000Pt-Co色度之面包發酵工業廢水，實驗結果可使廢水色度去除率達到89％，而COD去除率則為72％。Karabelasetal.,（2001）考慮技術及經濟條件，選用RO作為處理肥料工業廢水之主要單元，濃縮液中所含之化學物可回收再利用于制程中，而處理水可作為冷卻水水源。Alanetal.,（2000）利用UF-RO程序處理中水及雨水，處理水經消毒單元后可做為廁所沖洗水，其中中水由于含較多有機物質，故進入薄膜組合程序前，需先經生物濾床進行前處理。Otakietal.,（1998）以河川水為處理對象，認為UF系統對E.Coli的去除率可達100％；而Bianetal.,（1999）發現，單獨利用UF處理河川水，并無法有效去除水中腐植質，若配合預混凝程序，則去除率可達80％，或利用MF配合活性碳吸附，可增進腐植質之去除效率。黃信仁等人（2001）發現，經適當前處理后，以不同操作壓力進行UF操作，能使半導體業之化學機械研磨廢水濁度，降至0.5NTU以下，所得之澄清液，可回收利用于非制程系統，甚至進入純水系統進一步純化再利用。江萬豪等人（2001）以UF薄膜結合混凝前處理，回收CMP廢水。結果顯示，混凝的確可增進濁度、TOC的去除率，采用薄膜分離技術回收CMP廢水，適當的混凝前處理不但增加廢水回收效率、延長薄膜操作濾程，且省下沉淀池的用地。在ChenandChen（2004）研究中，以MBR結合RO程序處理液晶顯示器工業廢水，COD去除率可達97％、TOC為98％，BOD則為99％，處理之回收水可作為冷卻水或其它功能用水。黃益助等人（2001）利用混凝沉淀作為實驗前處理，再配合逆滲透分離的技術來凈化經二級處理之放流水，評估薄膜技術應用在水回收再利用具有可行性。

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