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GE 美商奇異程序分離濃縮純化薄膜與廢水回收薄膜產品技術應用及案例分享

Tim Cheng 鄭力升8 Oct 2008

- Water & Energy Reuse- Waste Water Purification- Process Separations

GE 螺旋纏繞式薄膜純化範圍圖示

Fresh Water Desal Process Fluids

Waste WaterPurified Water

Modest Complexity More Complex

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GE 程序分離 Process Separations

Clean to Cleaner

“Dirty” Water

Liquid

Process

Pure

Potable (Municipal)Fresh water

- Surface- Well

Salty WaterBrackishSea Water

Waste WaterBy Product Streams

Make Up Water

Process Fluids

A series

Membrane Technology

P Series G Series M Series D Series S Series

A SeriesC Series

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GE Desal Process Specialty Membranes

專業特殊應用程序分離濃縮膜Application Unique•High pH•Low pH•High Temperature•Ion Selective•Oil tolerant•Solvent Resistant•Protein Capture

Separation Range•RO•NF•UF•MF•ED

Configuration結構•Spiral – Full Range•Hollow Fiber (UF/MF)•ED/R

各類膜分子截留率 MF 微濾膜 0.1 - 1 微米 UF 超濾膜 6K - 100K 分子截留率 UF 超薄濾膜 500 - 6,000 分子截留率

NF 鈉濾膜 150 - 500 分子截留率 RO 反滲透膜 50 – 150 分子截留率

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GE 螺旋纏繞式純水膜與程序分離薄膜之應用

MF微濾膜 UF超濾膜 NF納濾膜 RO逆滲透膜

台灣區經理 :鄭 力 升 Tim ChengT +886 2 25055258 F +886 2 25055655M +886 961230969 E tim.cheng@ge.com

膜的分類 純水膜 耐污染 (抗穢 )純水膜 標準分離膜 特殊分離膜 (高溫膜 )

膜的應用 分離及濃縮

油 /水 分離 集中 /回收 硫酸

回收 腐蝕性 回收金屬 / 電鍍

回收鹼 乳類製品 食物製品

製造純水 除去海水鹽份 除去淡水中的鹽份

鍋爐輸送 高溫清潔 超純水

• 電子產品• 藥物產品

卷式膜元件

中心管

產品水

濃水

伸縮裝置 進水方向

流道

膜片

膜片流道

外殼材料

收集通道

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GE DURATHERM 高溫膜應用

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聖誕樹型設計

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多段再循環設計

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冷卻塔水回用

RO 濃縮水

回收率 : 80% 2- 段 NF 系统

循環泵 循環泵NF 濃缩液

增壓泵

保安過

滤器10um

儲存桶

保安過滤器 5um

傳输泵

RO 滲透水

冷却塔 (300 PSI)

NF 渗透水去 RO

回收率 : 80 to 85%

抑垢劑

H2SO4

高壓泵(220 PSI) (50 PSI)

循環回用

RO

NF NF

Duraslick

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冷卻塔水回用(NF作為 RO預處理 )

冷卻塔水 , 其含有極高濃度的鈣、矽和鹼度 . NF : “DK”專利 3層符合膜元件 , 滲透通量在 12 -

13 GFD,回收率在 80%. 目標 : 去除雙價離子和重金屬 . - NF 滲透水作為 R.O.進水 . - NF 濃縮水最終被排放至蒸發塔 . RO : GE AG8040F RO 低污染膜元件 ,滲透通量在 16

- 18 GFD, 回收率在 80% -85% - RO 滲透水作為冷卻塔補充水 - RO濃縮水最終被排放至蒸發塔 .

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金屬精煉廠廢水回用

3- 段單循環 NF 系统回收率 : 75%

NF 濃縮液進水泵保安過濾

5

儲槽保安過滤

5

傳送泵進水泵

混凝劑抑垢劑

鹼

RO 透过液送工業用水

RO 濃縮水

進水從排放槽

(300 PSI)

RO

NF 透過液去 RO

回收率 : 90 to 95%

多介質過滤

空氣反冲

(300 PSI) (50 PSI)

循環泵

NF

循環泵

NF

循環泵

NF

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金屬精煉廠廢水回用(NF 作為 RO 的預處理 )

進水 : 含高濃度重金屬的廢水 , 如 Fe, Zn 和 COD, BOD, 矽膠體 低 pH

NF 進水 : “DK” 3 層膜元件 , 單段循環系統 , 8 to 10 GFD 水通量 , 回收率 75%.

目的 : 截留重金屬 COD, BOD, 膠體矽 - NF 的透過液進入 RO - NF 濃縮液排放 RO : “AG” 標準純水膜 , 16 to 18 GFD 水通量 , 回收

率 在 90 to 95%

- RO 透過液回到製程應用 - RO 濃縮液回到 NF 進水

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銅棒沖洗廢酸液處理1,230 ppm Cu

纯水

10% 硫酸pH 0.9

硫酸铜29,400 ppm Cu

進料泵(450 PSI)

進料泵(250 PSI)

進料泵(300 PSI)

RO # 1

RO 渗透水

NF 渗透水

NF 濃縮水回收率 : 80%

回收率 : 80%

回收率 : 85%

RO 濃縮水

RO 渗透水

RO 濃縮水 RO # 2

NF

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銅棒清洗廢酸液系統水回用 ,酸和硫酸銅回收

含酸廢水中 Cu 濃度為 1,230 ppm), 和酸 (H2SO4)濃度為 2%. RO #1: “SE” 專利3層複合膜 ,滲透通量為 7 GFD, 回收率為 80 -85% 目標: 廢水中分離將 銅和酸從 . - RO #1: 滲透水含有微量的 H2SO4 和 Cu ,其同時作為 RO #2的進水 . - RO #1: 濃縮水含有高濃度的 Cu 和 H2SO4 ,同時作為 NF進水. RO #2 : “SE”專利3層複合膜 ,滲透通量在 6 - 7 GFD, 回收率為 80% 目標: 進一步淨化 RO #1的滲透水 . - RO #2 滲透水 , 其不含有酸 ,循環回到製程應用中回用 . - RO #2 濃縮水 , 其含有一定量的酸液 ,回到前面廢水槽中 . NF : “DK” 專利3層複合膜 ,滲透通量在 14 - 15 GFD, 回收率為 80% 目標: 分離重金屬和 H2SO4 . - NF滲透水 , H2SO4 被濃縮至 10% . - NF濃縮水 , Cu被濃縮至 30,000 ppm

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鋁罐蝕刻廢水處理

pH < 9.0

增壓泵RO 濃縮液進蒸發器

進水泵(300 PSI)

工廠回用水pH 9.5-10

RO # 1

pH 1.5, 25ºC, 2,700 ppm TDS1-2%, Al, 1-2% HF, TOC

進水泵(200 PSI)

有機 ( 表面活性劑 )

Al + TOC

去蒸發器

I

pH

回收率 : 90%

回用到工廠用水pH 9.5-10

回收率 : 90%(800 PSI)

保安過滤

5

进水罐 回收率 : 90% pH 1.5, 1-2% HF

鹼

NF 透過液

NF 濃縮液

RO透過液RO 濃缩液

RO 透過液

NF

RO # 2

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鋁罐蝕刻廢水處理(NF 作為 RO 預處理 )

鋁罐清洗廢水 含 1 to 2% 濃度的氫氟酸 (HF), 1 to 2% Al 和有機物 ( 表面活性劑 )

NF : “DK” 3 層膜元件在水通量為 10 GFD, 回收率在 90% 目標 : 從酸液中分離重金屬 - NF 透過液含 1 to 2% HF 進入兩級 R.O. 系統 - NF 濃縮液含 Al 及 TOC 排放入蒸發塘 或蒸發器 RO #1 : “SG” 3 層膜元件 , 15 to 16 GFD, 回收率在 90%.

HF 的截留率 90% - RO 透過液回用到製程應用 - RO 濃縮液至 二級 RO 進水 RO #2 : “SE” 3 層膜元件 , 高壓架構膜 , 16 GFD 水通量 , 回收

率 90%. 將截留殘餘的氫氟酸 - RO 透過液製程應用回用 - RO 濃縮液排放至蒸發塘或蒸發器

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硫酸銅 & 低 pH 酸的回收(電路板漂洗水 )

低 pH 回 用到漂洗罐

NF 濃缩液回到電解工廠

保安過滤

5

進水泵(200 PSI) 回收率 : 90%

pH 1 to 2, 1.5 to 6% H2SO4

1 to 5% H2SO4

進水罐

pH 1.5 to 2.5, 25 ppm Cu以電镀漂洗工廠排放水

NF 透過液

250 ppm Cu

NF

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硫酸銅 & 低 pH 酸的回收(電路板漂洗水 )

電鍍漂洗廢水 , 高濃度酸 (H2SO4) 在 1 to 5% 與 Cu 達 25 ppm

NF 進水 : “DK” 3 層膜元件 水通量 10 to 15 GFD, 回收率 90%,

目標 : 重金屬中分離酸 - NF 透過液 , 含 1 to 5% 濃度硫酸至漂洗罐回

用 - NF 濃縮液 , Cu 達 230 ppm 回到電解製程

應用

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電化學機械廢酸回收

NF

保安過滤5

增壓泵(300 PSI)

回收率 : 85%

NF 濃縮液去廢水池 pH 調節 ,絮凝 ,過濾 ,

進料槽

225 ppm Cr6, 10% H2SO4

來自 ECM製程中廢酸1050 ppm 二價金屬

pH 0.8

亞硫酸氢盐

NF 渗透液被回用10% H2SO4

89% 的鉻去除率96% 的二價物質去除率

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電化學機械廢酸回收 來自 ECM製程中廢水含有 200 ppm濃度的鉻 (Cr6), 1000 ppm濃度的金屬 和 10% H2SO4

亞硫酸氫鹽加入廢水中 ,以將 6價鉻 (Cr6) 轉化成 3價鉻(Cr3) ,以去除腐蝕性的鉻 .

NF: “Duracid NF” 專利性 3層複合膜 ,其滲透通量 10 -12 GFD, 回收率在 85% .

目標 : 分離重金屬和酸 . - NF 滲透液 :其含有 10% H2SO4,被回用 . - NF 濃縮液 :去廢水槽 ,進行 pH 調節 , 絮凝 ,過

濾 .

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鉻酸回收系統

增壓泵(400-600 PSI)

保安過濾

5噴涂 鍍鉻酸性漂洗

罐

pH 1.5, 1-2% H2SO4

5,000 ppm Cr

回收率 : 50%

補充液

RO 濃縮液

RO 透過液

RO

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鍍鉻含酸廢水回收系統

鍍鉻酸性漂洗廢水含 1 to 2% 酸 (H2SO4) 和 達 5000 ppm Cr3+.

RO 進水 : “SE” 3 層膜元件在 7 GFD 水通量 , 回收率在 50%

目標 : 濃縮酸 - RO 透過液回到漂洗罐 - RO 濃縮液 含 Cr 達 10,000 ppm 及 2 to

4% 硫酸 回到噴涂罐 RO 進水壓力達 40 bar (600 psi)

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含油廢水處理

回收率 : 80% to

85%

超濾系统

UF

循環水UF 濃缩液

UF 透過液淨水

進水袋式過滤器

25 進水泵

(50 to 80 PSI) M 系列膜

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含油廢水回用 進水 : 廢水中含高濃度乳化油達 150 ppm UF : “MW” 膜元件 , 高切向流 , 水通量 6 to 7 GFD, 回收率

80 至 85% - UF 透過液殘餘油 < 2 ppm

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超濾預處理除膠體矽

回收率 = 90%2- 段 UF 單循環系统

循環泵

循環泵

UF 濃縮液進水泵

保安過濾

10

储罐

保安過滤

5 m

傳送泵進水泵

RO 透過液

進水

(50 PSI)

UF 透過液去 RO

抑垢劑 酸

RO 濃縮液

( 300 PSI) (50 PSI)

回收率 : 80 to 85%

UF UF

RO

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超濾預處理除膠體矽(UF 作為 RO 的預處理 )

進水 : 水中含膠體矽及其它物質 UF 進水 : “GM” 3 層膜元件 , 單段循環在 8 to 10 GFD,

回收率達 90% 目的 : 截留膠體矽 - NF 透過液去 RO - NF 濃縮液排放 RO : “AG” 標準膜元件 , 高通量至 16 to 18 GFD, 回收率 8

0 to 85% - RO 透過液可以有多種用途