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 - Water & Energy Reuse - Waste Water Purification - Process Separations Tim Cheng 鄭力升 8 Oct 2008

GE螺旋纏繞式薄膜純化範圍圖示 Modest Complexity More Complex Fresh Water Desal Process Fluids Waste Water Purified Water Modest Complexity More Complex

GE程序分離Process Separations Pure Make Up Water Membrane Technology Potable (Municipal) Fresh water - Surface - Well Clean to Cleaner A Series C Series Brackish Sea Water Salty Water A series “Dirty” Water Waste Water By Product Streams P Series G Series M Series D Series S Series Liquid Process Fluids

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

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 Cheng T +886 2 25055258 F +886 2 25055655 M +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 製造純水 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 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 進水方向 伸縮裝置 流道 產品水 膜片 濃水 收集通道 膜片 流道 外殼材料

GE DURATHERM 高溫膜應用

聖誕樹型設計

多段再循環設計

冷卻塔水回用 NF 抑垢劑 循環泵 保安過 滤器10um 回收率: 80% RO RO 滲透水 回收率 : 80 to 85% 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 Duraslick RO 濃縮水

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.

金屬精煉廠廢水回用 儲槽 NF 抑垢劑 混凝劑 進水 NF 濃縮液 3-段單循環 NF 系统 回收率 : 75% RO 進水泵 保安過濾 5 儲槽 保安過滤 傳送泵 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 (50 PSI) 循環泵 NF

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

銅棒沖洗廢酸液處理 RO # 1 RO 濃縮水 進料泵 回收率 : 85% (450 PSI) RO # 2 RO 濃縮水 纯水 1,230 ppm Cu 纯水 10%硫酸 pH 0.9 硫酸铜 29,400 ppm Cu 進料泵 (450 PSI) (250 PSI) (300 PSI) RO # 1 RO 渗透水 NF 渗透水 NF濃縮水 回收率 : 80% 回收率 : 85% RO 濃縮水 RO 濃縮水 RO # 2 NF

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

鋁罐蝕刻廢水處理 有機 (表面活性劑) NF 去蒸發器 保安過滤 RO # 1 回用到工廠用水 回收率 : 90% 進水泵 RO # 2 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 TDS 1-2%, Al, 1-2% HF, TOC (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 (800 PSI) 保安過滤 5 进水罐 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

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  

硫酸銅 & 低 pH 酸的回收 (電路板漂洗水) NF 回收率 : 90% 以電镀漂洗工廠排放水 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

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

電化學機械廢酸回收 NF 回收率 : 85% 進料槽 保安過滤 增壓泵 89% 的鉻去除率 96%的二價物質去除率 來自ECM製程中廢酸 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

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.

鉻酸回收系統 噴涂 鍍鉻酸性漂洗罐 補充液 保安過濾 回收率 : 50% 增壓泵 RO 濃縮液 pH 1.5, 1-2% H2SO4 (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

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)

含油廢水處理 循環水 UF濃缩液 UF 透過液 進水 淨水 M 系列膜 超濾系统 回收率 : 80% to 85% 袋式過滤器 進水泵 UF 25  進水泵 (50 to 80 PSI) M 系列膜

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

超濾預處理除膠體矽 進水 2-段UF 單循環系统 回收率 = 90% 保安過滤 储罐 循環泵 UF 濃縮液 進水泵 保安過濾 10 5m 回收率 = 90% 2-段UF 單循環系统 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 RO 透過液 進水 (50 PSI) UF 透過液去 RO 抑垢劑 酸 RO 濃縮液 ( 300 PSI) 回收率: 80 to 85% UF RO

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 80 to 85% - RO 透過液可以有多種用途

A Typical Feed & Bleed UF Machine