專注於食品、科技、廢水與海淡的高階水處理工程設計
設計核心： 食品業用水需符合衛福部「食品良好衛生規範準則 (GHP)」及 HACCP/ISO22000 要求。重點在於微生物控制（總菌落數）、感官指標（色度、異味）及化學指標（硬度、餘氯、重金屬）。
| 產業類別 | 建議水質等級 | 關鍵指標與設計原理 (Key Parameters) |
|---|---|---|
| 飲料 (碳酸/果汁) | 純水 (RO Water) | 需去除餘氯與有機物以防異味；TDS 控制在 50–100 ppm 以維持口感。 |
| 乳製品/冰淇淋 | 高純水 / 無菌水 | 嚴格控制耐熱菌與孢子；管路需能耐受 85°C 以上熱水殺菌。 |
| 茶飲/咖啡萃取 | 軟水 / 過濾水 | 硬度需適中 (50–150 ppm)，避免萃取問題或設備結垢。 |
| 蛋糕甜點/烘焙 | 軟水 | pH 與硬度影響麵糰與發酵特性。 |
| 雞精/保健飲品 | 醫療級純水 (PW) | 需低 TOC、低內毒素，符合藥典級別的檢測與控制。 |
| 肉品加工 | 冷卻水 / 軟水 | 加工前段可保留低量餘氯 (0.5–1.0 ppm)，後段需去除以符合食品風味與安全。 |
用途：去除懸浮物。設計公式：過濾面積 = Q / v (m²)，v 常 10–20 m/hr。
用途：吸附有機物、去除餘氯。EBCT = V_bed / Q，常需 > 5–10 min。
用途：去硬度。計算：當量負荷 (eq) 與再生周期決定樹脂容量。
用途：保護下游膜系統，減少顆粒破壞高壓泵。
用途：溫度控制，熱負荷 Q = m·Cp·ΔT。
用途：主力除鹽/除微生物。膜面積 A = Q_perm / J_op (L/m²·h)。
用途：選擇性去除多價離子，保留部分礦物質。
用途：截留膠體、大分子與細菌 (0.01–0.1 µm)。
用途：減少溶氧/CO₂，保護去離子系統與提升電阻率。
用途：254 nm 滅菌，185 nm 降低 TOC；劑量與接觸時間依流量計算。
用途：強氧化與終端消毒。設計依 CT 概念 (濃度×時間)。
用途：無菌灌裝前末端過濾，需細菌挑戰測試。
用途：貯存拋光水。規格：內表面 Ra ≤ 0.4 µm。
用途：儲槽通氣過濾，防止外空氣污染。
用途：線上清洗與滅菌，設計包含溫度、濃度與時間。
用途：對於不適合化學品的線路，使用熱水循環滅菌。
用途：管內藥劑混合，避免死角與不均勻投藥。
用途：即時檢測 RO 或 DI 產水品質並控制 diversion。
用途：高階飲品或醫療飲料需要低 TOC 的線上監控。
用途：選用衛生軸封與隔膜閥，減少汙染風險。
用途：保養維護與故障排除的第一線參數。
用途：排程更換與庫存管理，避免突發停機。
用途：antiscalant、pH 調整、漂白或還原劑精準投加。
用途：階段性高流量粗過濾。
用途：去除鐵、錳，避免色度與口感問題。
用途：保持循環速度 ≥ 1.0 m/s，減少生物膜生成。
用途：流程控制、歷史數據記錄、HACCP 支援。
用途：維護時維持部分生產不中斷，符合 GMP 要求。
用途：易取樣設計、SOP 規範化。
死角控制 (Dead Leg)： 支管長度 L 與直徑 D 的比值建議 L/D < 2，避免死水區滋生細菌（實務上愈短愈好）。
表面粗糙度 (Ra)： 不鏽鋼接觸面建議 Ra ≤ 0.6 µm（機械拋光），若有更高衛生需求採 Ra ≤ 0.4 µm（電解拋光）。
流速建議： 循環迴路流速建議 1.0–1.5 m/s，可維持紊流 (Re > 4000) 並減少生物膜。
設計核心： 半導體與面板製程要求極低的離子含量、TOC、粒子與微生物；常以電阻率 (MΩ·cm)、TOC (ppb)、粒子數 (particles/mL) 評估質量，目標可達 18.2 MΩ·cm (超純水)。
半導體晶圓製造、面板 (TFT-LCD/OLED)、CMP 清洗、光罩清洗、LED 製程、太陽能電池、精密光學、醫療感測器、電鍍高純度前處理、研究機構 UPW。
用途：保護 UF，攔截大粒徑雜質。
用途：去除膠體、膠狀物與部分微生物，SDI < 3。
用途：初級脫鹽 + 二級拋光，配合 pH 調整以去硼。
用途：降低 DO/CO₂，提升電阻率穩定性。
用途：連續去離子，無需酸鹼再生，常為 UPW 關鍵段。
用途：產生 OH• 去除有機物，提升 TOC 表現。
用途：最終達到 18.2 MΩ·cm。
用途：末端粒子與微生物控制。
用途：低溶出、易清洗的配管系統。
用途：儲槽頂部惰化，降低 CO₂、O₂ 溶入。
用途：特殊樹脂處理低濃度硼 (ppb 級) 要求。
用途：水溫影響電阻率，控制 ±0.5°C。
用途：泵浦與管網恆壓、節能。
用途：關鍵參數監控並觸發警報。
用途：0.05–0.2 µm 粒子監控。
用途：確保 DO 符合製程需求 (ppb 級)。
用途：降低廢水量、提升經濟性。
用途：防止樹脂顆粒進入後段系統。
用途：避免泵浦震動引發微粒污染。
用途：優化 EDI 效率與壽命。
用途：避免金屬離子溶出。
用途：預除 HCO₃⁻，減少 RO 結垢。
用途：大型系統降低懸浮物。
用途：防止膜生物污堵且不損害膜材。
用途：去除餘氯保護聚酰胺類膜。
用途：提高 RO 回收並防止晶體結垢。
用途：製程數據整合，提升追蹤能力。
用途：預防性維護與污染源追蹤。
用途：關鍵段採 N+1 設計，確保 24/7 運轉。
用途：定期驗證水質、釐清微量金屬或離子來源。
185 nm UV 能直接分解有機分子並產生自由基 (OH•)，但會把有機物轉成小分子離子，短期內可能使電阻率下降。因此 UV 後務必設置拋光混床或 EDI 以去除產生的離子，恢復高電阻率。
設計核心： 廢水處理重點在於分類（分流）與模組化設計：物化 (去 SS、油脂)、生化 (BOD/COD、氨氮)、高級處理 (去鹽、去毒、回收或濃縮)。
用途：擋大顆粒保護下游設備。
用途：均化水質與流量，容量 V = Q_avg × T_ret (hr)。
用途：去除較大懸浮固體。
用途：去除油脂 / 乳化物，DAF 溶氣壓力與泡徑為設計關鍵。
用途：藥劑投加優化 (Jar Test)。
用途：固液分離，表面負荷為重要指標。
用途：BOD 去除，設計 MLSS, SRT。
用途：脫氮。
用途：高濃度有機廢水產沼氣。
用途：高效固液分離，設計通量 (LMH) 為關鍵。
用途：補強生物處理能力。
用途：氧供給為能耗主因。
用途：處理難降解 COD，Fenton 最佳 pH 約 3–4。
用途：去除微量有機物與色度。
用途：特定離子或鹽類回收。
用途：高鹽廢水濃縮以達到 ZLD。
用途：化學沉澱去除 Cr, Ni, Cu 等。
用途：減量化後運送或燃料化處理。
用途：產沼氣與減量。
用途：放流前消毒。
用途：持續監控與法規回報。
用途：回收熱能降低運營成本。
用途：高效去除油脂及細微懸浮物。
用途：低能耗脫氮解決方案。
用途：鹽分分離並回收酸鹼。
用途：安全管理與自動投加。
用途：處理突發排放事件。
用途：減少設備故障與延長壽命。
用途：資料蒐集、遠端維運及法規回報。
用途：依環評與地理條件選擇排放方式。
Fenton： 最佳工作 pH 3–4，H2O2 與 Fe2+ 投加比需藉 Jar Test 決定，常見重量比 1:1 到 10:1。反應後提高 pH 進行混凝沉澱。
MBR 通量： 生活污水常設計 15–25 LMH，工業難處理水 10–15 LMH，通量越高膜阻塞風險增，需規劃定期 CIP 與間歇反洗。
設計核心： 海水淡化要克服高滲透壓與結垢。典型海水 (TDS ≈ 35,000 ppm) 滲透壓約 25 bar，SWRO 操作壓力通常 55–70 bar，需強調預處理與能量回收 (ERD)。
設計：避免吸入生物，流速低於 0.15 m/s，避開污染與溫排水。
用途：去除海藻、貝類與漂浮物 (mesh 1–3 mm)。
用途：降低 SDI、去除懸浮物，UF 趨勢優於傳統砂濾。
用途：antiscalant 與 biocide 以降低膜汙堵與結垢。
用途：提供約 55–70 bar 操作壓力，材質需耐海水腐蝕。
用途：主體脫鹽單元，設計回收率通常 35–50%。
用途：回收濃鹽水壓能，效率可達 90% 以上，顯著降低 kWh/m³。
用途：補償壓降並維持系統壓力。
用途：停機時用淡水置換膜元件內濃水，避免膜損壞。
用途：依地點選擇擴散排放、蒸發結晶或深井注入。
用途：使用方解石調整 pH 與礦化口感 (飲用用途)。
用途：確保出水品質與操作安全。
能量回收： 使用高效 ERD (等壓回收器) 可將海淡能耗從 5–8 kWh/m³ 降至約 3.0–3.5 kWh/m³（視海水鹽度與回收率而定）。
硼 (Boron)： 海水中硼 ~4–5 ppm，RO 對硼的去除率受 pH 影響；若需飲用標準 (<1 ppm)，通常採二級 RO 並在段間提高 pH 使硼離子化以利去除。
| 項目 | 公式 / 說明 |
|---|---|
| 日需水量 | V_day = Σ (process_flow_i × operating_hours_i)，加安全係數 1.2–1.5。 |
| RO 膜面積 | A = Q_perm / J_op（Q_perm L/h，J_op L/m²·h）。 |
| 泵浦功率 | P (kW) = ρ·g·Q·H / (1000·η)，Q m³/s, H m。 |
| 曝氣氧需求 | 以 BOD 負荷與氧利用效率計算，設計鼓風機容量以 kg O₂/d。 |
| 調節池容量 | V_EQ = Q_avg × T_ret，T_ret 常 4–24 小時。 |