技術名稱 新穎流體電容淨水裝置
計畫單位 國立成功大學
計畫主持人 王鴻博
技術簡介
在極端氣候變遷壓力下,廢、污水之循環回收再利用更加重要,目前淨水處理大多採用RO分離方法,利用薄膜過濾水中雜質,達到淨水效果,但薄膜之成本相對較高,衍生40~300% RO廢水等問題。因此,我們設計低成本、易操作之電容去離子淨水設備,採新穎流體電極電容去離子技術(fluidized capacitive deionization (FdCDI)),以中孔洞、高表面積活性碳(AC)之複合材料作為流體電極,施加低電壓(0.8~1.2 V),透過電吸附(electrosorption)水中多餘或毒性之離子(例如:飲用水中之Mg2+、Ca2+或毒性離子)於流體電極材料,達到飲用水淨水的作用;當電吸附飽和後,只需在零電壓或反電壓下,脫附富集濃縮之多餘或毒性離子,不需如RO,以40~300%之水進行反洗排出。本電容去離子淨水設備與技術之關鍵特點包括:(1)使用低成本材料、低耗能、不需額外添加化學藥劑的處理流程、(2)易操作、可自動化設計與低維護需求、(3)環境友善、及(4)可彈性裝設,並可依不同原水濃度、性質及處理需求標準增減其配置。預期能廣泛應用於工業及家庭淨水之需求,產生低導電度水,進而可部分取代RO的使用,處理無機廢水:(1)加裝在RO淨水管後端,可處理RO產生之高離子濃度廢水,使衍生RO廢水回收循環再利用;(2)加裝在RO淨水管前端,則可降低原水的導電度及離子濃度,減少RO薄膜的負擔,增長使用期限。預計將先逐步取代RO淨水管。
科學突破性
本技術為一簡易、低成本且自動化裝置加裝於現有RO淨水系統中,以回收RO廢水,使用新穎的流體式電極電容去離子技術,使用含鐵之孔洞碳材,增加離子的富集效果,達到廢水減量之目的。此外,藉由創新的反應器設計,使其能於電壓轉換下自動吸脫附與淨廢水分流,增加實際應用上之可行性與便利性。
產業應用性
FdCDI之應用潛力有著低能量需求、可再生使用及易操作且自動化設計,更可針對RO淨水流程之不同需求,彈性應用於其中,而易操作的特性使產品適合於一般民眾、工業廠址、廢水及淨水處理廠等使用RO設備之客戶,在能資源競爭的未來,本技術不僅能達到環境友善,更有著低耗能之優點,將能創造更多經濟價值。
關鍵字 電容去離子 電吸附 活性碳 RO淨水 RO廢水 飲用水 廢水回收 水處理技術 循環經濟 低成本
備註
  • 聯絡人
  • 康珉瑄
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