水處理技術錦囊

Q.薄膜分離技術簡介
A.

傳統的淨水程序,係原水進入淨水場後經過混凝、膠凝、沉澱、過濾等淨水程序去除水中物理及化學性污染物,而後再以消毒去除水中之病菌。故在傳統淨水程序中快濾單元為最基本也是最重要的把關程序,但因目前世界上的淨水品質提升,傳統的淨水處理單元越來越受挑戰。

近年來,薄膜程序因其具有節省能源、操作簡便、維護方便且能有效提升水質、節省空間、節省化學藥劑及減少污泥產生等優點,已廣泛應用於淨水及廢污水的處理上,市場規模也越來越大。

早期由於膜的價格較昂貴,大多用於製造高附加價值產品的產業上,但近年來,由於製膜技術的發展,膜的價格大幅降低,再加上廢水回收再利用也成為解決水資源缺乏的主要策略,民生用水的製備及廢水處理,已成為分離膜最主要的應用領域。

薄膜依功能孔徑的分類,大致可分為以下幾類:

1. RO (Reverse Osmosis):逆滲透膜,處理 1nm 以下的物質

2. NF (Nanofiltration):奈米過濾膜,處理 .1~1nm 的物質

3. UF (Ultrafiltration):超過濾膜,孔徑大約在 0.01 ~ 0.1μm,最小可到 0.005μm

4. MF (Microfiltration):微過濾膜,孔徑大約在 0.1 ~ 0.2μm,最大可到 10μm

5. ED (Electro Dialysis):電滲析

6. BP (Bipolar Membrane):兩極性膜

7. DD (Diffusion Dialysis):擴散滲析

8. PV (Pervaporation):滲透蒸發

9. MD (Membrane Distillation):薄膜蒸餾

10. GA (GAS Separation):氣體分離

因 MF 及 UF 孔徑較大,能截留分子量較大之物質,主要是去除顆粒污染物、懸浮固體、細菌及病毒等,UF更能將大部分的濁度物質加以去除,可取代傳統的砂濾程序,故多使用於工業廢水處理及二級處理水之回收再利用。而 NF 及 RO 由於孔徑小,能去除大部分的溶解性鹽類及金屬離子,然而所需成本較高,主要是用於海水淡化及家庭用淨水器較多。

下圖呈現不同薄膜孔徑對不同物質之分離範圍。

(from 財團法人中興工程顧問社)