有機聚合管式膜過濾技術 polymeric tubular membrane filtration (PTMF)
技術規模 實廠測試/運轉
適用對象晶背研磨廢水(wafer back grinding)、化學機械研磨廢水(chemical mechanical polishing)
技術成熟度TRL 9商業化運行或量產
技術分類
- 綠色分離
- 高效去除
- 循環回收
污染物
- 懸浮固體
4L+C
- 循環經濟
- 低碳排放/低耗能
- 低污染
適用行業及污染物(濃度)
適合無機顆粒廢水、金屬氧化物廢水、乳化油廢水。
廢水來源的顆粒物大小直徑需小於6mm,SS含量最高可允許50,000 mg/L。
技術原理
- 錯流過濾:進流水大部分沿著膜管內壁流動,僅部分水分子與小分子溶質穿過膜。剪切力持續作用於膜表面,減少粒子或膠體沉積,降低濾餅形成速率。
- 選擇性阻隔機制:依膜孔徑大小與材質特性,阻擋懸浮固體、膠體、部分大分子有機物。
技術概述
- 膜型態:有機高分子管式膜,流道寬、內徑有6~12 mm。管式膜孔徑經薄膜孔徑分析儀(PMI porometer, CFP 1500)分析為25 nm至27 nm之間,其中又以27 nm占比90%最高。針對廢水中粒徑大於30 nm的顆粒有很好的處理效果。
- 結構優勢:耐壓性佳(複合膜結構,斷裂)、跨膜壓差低,操作能耗較低。
- 應用特點:適合處理高濃度固體含量廢水,如化學機械研磨廢水、食品加工廢水等。可連續過濾並同時執行清洗,不需停機。廣泛應用於資源回收、循環水利用、環保處理等領域。
重要操作參數
- 操作壓力:0.1~2.0 bar,依應用需求調整。
- 操作流速:0.5~3.0 m/s,以維持膜面剪切力。
- 溫度範圍:常溫至~50°C。
- pH 耐受範圍:通常 2~11。
- 濾液回收率:高達90%,依水質與系統設計。
- 自動清洗頻率:視情況可數小時至數天執行一次
技術限制與優化方向
- 高濃度強酸、強氧化劑或高溫條件下,聚合物材質容易降解
- 無法去除溶解性鹽類,需搭配 NF/RO 或其他深度處理技術
符合 4L+C 資源循環、節能減碳
循環經濟、低碳排放/低耗能、低污染
低污染
相較傳統針對含矽廢水的混凝沉澱程序減少100%化學藥劑用量。
低碳排放/低耗能
相較於混凝沉澱程序去除矽顆粒,減少100%化學藥劑用量。相較於全流過濾(dead end)過濾模式,管式膜較不容易污堵可減少20%清洗的藥劑費用。
循環經濟
回收98%以上含矽廢水中含矽物質(管式膜孔徑為27 nm可知針對廢水中粒徑大於30 nm的顆粒有很好的處理效果)
技術流程


資料來源
Cho, H., et al. (2016). Application of tubular membranes for surface water treatment: effect of membrane properties and operation modes. Desalination and Water Treatment, 57, 10077–10085
Jassim, Z.S., et al. (2024). Polymeric Membranes for Industrial Wastewater Treatment: A Review. International Journal of Environmental Impacts. 7(3), 395-408