台灣每年平均總雨量大約900億公噸,但因為山高水急,可供使用的水源不到五分之一。到了每年春夏交替,如果梅雨量不足,往往要面對限水窘境,台灣工業用水約占總用水量的10%,以竹科為例,近幾年來積極推動節水措施,要求科技大廠一滴水至少回收使用三次,去年成效是一年省下約三座寶二水庫!記者鍾雄秀、羅應展這次進入台積電、聯電等半導體大廠及鋼鐵產業,實際拍攝這些高耗水企業如何節水,努力讓水資源重複循環使用。
工程人員把純度高達99.9%的銅管取出來,這不是在製銅廠,而是台積電的水處理廠,台積電取名為「液中求銅」煉金術,利用廢硫酸銅電解回收技術,煉出高價值的銅金屬。
[台積電竹科廠 副理
王世民]
那我們可以看到,這是電解前的硫酸銅廢液,它是帶有藍色的顏色,那電解完之後,它是比較清澈透明的,那我們就可以做比較簡單的處理,那重點是,我們可以取出,在廢液中的有價資源再做利用,而達到資源活化的目的!
[台積電廠務處 副處長
陳勇龍]
在我們製程上使用,那跟著水體,就本來跟著水體出來的,那這個我們有能力,而且台灣的技術也做得到,我們把它攔截下來以後呢,我們希望把它資源化,因為畢竟這種東西呢,我們公司內部也用得到,生產線也用得到,那我們再讓它回來我們的工廠裡面再使用,永遠在這邊做循環,那對我們環境衝擊,希望做到幾乎就是沒有的,這就是我們循環經濟裡面,最重要的一環。
原本是半導體製程產生的廢水,台積電不僅讓廢水達到排放標準,或是把廢水純化使用,更進一步取出廢水中的有用物質,製造成有價產品,他們透過有效的源頭管理,讓不同製程用水,做不同程度的處理。
[萬能科大環工系 教授
莊連春]
這個切割那個晶片的,它是幾吋晶圓,要怎麼樣去切?切完了要去研磨,有研磨的廢水,那如果說它還有一些的這個晶圓製造的話呢,那可能會有其他更多的這樣的一個製程,所以呢,你光這個製程,你可以,要去把這個都把它分清楚,每個單元,因為不一樣的生產的製程,它出來的水質、特性,就不大一樣。
[台積電竹科廠 副理
王世民]
現在我們這邊可以看到這些管路,就是從製程機台上面,依照它的性質、種類做區別,要來排到我們的廢水處理廠,那透過閥件的控制,我們可以讓它去到它該去的處理設施,讓它達到我們能夠處理廢水,跟達到回收的目的!
台積電的用水量,約占台灣總用水量的0.28%~0.29%,而半導體產業用在製程清洗的有94%,廠務使用5%,而民生用水占1%,用水量因為先進製程的複雜度增加而明顯上升,也因此,台積電從源頭管理廢水,依據製程的不同,廢水分流種類,從1998年的五種,增加到2016年的36種。
[台積電廠務處 副處長
陳勇龍]
所有非大自然存在的東西,加工到自然的水體裡面,其實它對生物都是有傷害性的,台積電不一樣,台積電的源頭在做一個管理,他的目的就是什麼?我們要知道,我們加到這種環境裡面的東西是什麼,所以我們除了技術開發,我們源頭管理,不行的,說不,第二個,如果我們認為對環境衝擊是可以控制的,我們就管理它,甚至我們就把它回收掉。
[台積電中科廠 副理
劉憲文]
這邊是我們的空氣洗滌廢水回收水系統,那主要是透過我們的,空氣中洗滌下來的廢水,然後經過活性碳,去除裡面的particle(粒子)跟silica(二氧化矽)之後,那可以回收再利用,那這是我們的,台積電裡面廠務回收水,最大的一個回收水系統,那每天平均差不多有四千八百CMD(公噸/每天)的產量。
為了節水與回收,台積電利用空調冷凝水及雨水,來替代自來水,製程用水回收率高達90%,處理成次級用水,平均一滴水要使用3.5次!這裡是台積電水情管制中心,24小時監控,一旦水源水質超過警界線,會有及時警報。
[台積電廠務處 副處長
陳勇龍]
從製程的管理,製程的流程,然後產生出來水質是怎麼一回事,然後這些水處理呢,如何我們層層地,分級地讓它回到製程也好,我的次級用水也好,民生用水也好,那最後呢,到我處理完以後,我整個水做外面的排放,水質也好,裡面的這些參數也好,就是在我這個地方,做整個的控制的點。
[聲音來源
聯電廠務工程部 經理
林彥戎]
這個部分的話,是我們化學研磨的原水,原水它是有點呈現白濁的狀況,那我們處理過後之後的水,就會呈現,呈現比較像自來水,透明清澈的位置!
同樣是半導體大廠,聯華電子有不一樣的思維,聯電利用「研磨廢水回收系統」和「低濃度氫氟酸回收系統」,減少使用化學藥劑。
[聯電廠務工程部 經理
林彥戎]
這一套是我們化學研磨的處理設備,然後我們的原水筒在後方的部分,然後我們經過我們的袋濾,跟我們的超過濾膜,處理完之後,再提供給到現場去做回收再利用的水源使用。那我們這套設備的特性就是,我們不額外增加任何的化學藥劑,這個對環境的保護,跟設備的維護的部分,都是有貢獻的。
[聯電廠務系統整合部 經理
羅正順]
我們聯電做回收水,它的想法是說,我們做回收水,不要做得太超過,因為做太超過,那個化學藥劑和用電非常地兇,所以你選的設備,盡量不要用太多的化學藥劑跟用太多的電,這樣對環境比較好。
[畫面提供 聯華電子]
[翻拍網路]
兩家半導體大廠處理回收水方式不同,還有一個根本原因:早期節水觀念不強,竹科園區曾經歷幾次大限水,以致越後期興建的廠區,越重視分流管理。
[萬能科大環工系 教授
莊連春]
其實台積電他們,過去在節水方面呢,事實上他們做得很好,他在蓋(新)廠的時候呢,他在蓋(新)廠的時候呢,他已經把這個水的,不同股的水呢,已經做分流了,每一股水的特性,他都了解得非常清楚,那聯電當時他不曉得,因為當時也沒有說,這個節水的概念,不是很強烈的時候,他把全部的水都收集起來。
[聯電廠務工程部 部經理
彭增熊]
最主要聯電用的水,是用寶一、寶二水庫的水,這個最主要少用一些,這個在地的水,就可以供給在地地區的農業那些的用水,所以聯電這邊做,一滴水,就要用3.38次。
[科技部竹科管理局設計科 科長
曹長勇]
如果說一滴水,它進到園區的廠務端或是製程端之後,它大概平均循環會有3次以上,會排到污水處理廠裡面去,所以這是一個,它們在整個節水效率的一個,去使用的一個很有效的一個結果,很有效的結果,就是他把他整個水,做一個有效地利用。
按照竹科管理局的節流標準,聯電和台積電都是模範生,模範生可不好當,因為想要讓水回收再利用的次數增加,投入的資源可是等比級數,假設一滴水回收一次是一個單位,兩次是2個單位,回收三次大概是5個單位,越多次,投入技術與整合資源越多。
[萬能科大環工系 教授
莊連春]
不管你是要前處理單元,要過濾啦,或是說你,你要用這個RO啦,或是用這個電透析,或是用其他的這個方式,然後呢,蒸發罐,那等到你要用到,一滴水要回收四次,那你是不是想像的,這個要更多的投入啦,總能源的成本就更高了,所以呢,你要拿到四次,那可能你的投入成本,剛剛說,1、2、5,那可能這個時候跳到10個單位的成本了。
竹科管理局統計,目前新竹園區一天的用水量,平均是14萬噸,其中九千噸的水,是從雨水和空調冷凝水,回收替代自來水。由於回收效益好,去年整個節水回收使用量,一天超過25萬噸,年節水量超過九千萬噸,相當於一年省下三座寶二水庫,而各廠最終仍無法處理的廢水,則流入園區污水廠,竹科管理局在去年底剛啟用「活性污泥膜濾法」,也就是AOMBR系統,讓排放水有再利用的機會。
[科技部竹科管理局環保科 技正
盧宥宇]
那我們這個污水處理廠,經過三級的處理,那像我們現在這套系統,它其實就是我們的AOMBR系統,那AOMBR,AO的目的是為了去除我們水中的氨氮污染物,那MBR的話,是去除我們水中的一些懸浮微粒。當初會建置這套系統是因為,我們的竹科,因為土地已經取得不易了,然後如果我們要用其他方式,來做處理懸浮微粒的話,會消耗掉太多的土地。
[竹科污水處理廠 設備商
王興國]
那處理(過)的水,它可以直接回收到廠商端來使用,那這樣就是等於說,未來先有這一套MBR的預處理設備,未來如果我要真的,水情到很嚴峻的時候,要回用到系統端,就是廠商端,我可以直接加一套的RO,就可以了。
因為薄膜的孔徑微細,因此利用AOMBR系統分離污泥和水的介質,降低回收成本,又達氨氮管制的國家放流水標準。
[竹科污水處理廠 設備商
王興國]
這種設備在台灣工業區比較少,在科學園區,我們這個是第一座。觀音污水處理廠,他也是用一樣,差不多這樣的設備,那很有名的那個友達有沒有,零排放,它也是用這套設備。
除了科技廠,鋼鐵業也是高耗水產業,東和鋼鐵是國內極少數無煙囪化的鋼鐵大廠,這裡是水處理回收的第一道程序,東鋼將水處理系統分為四級。
[東和鋼鐵桃園廠公共設施 課長
高大龍]
一個是除礦水,一個是軟水,一個是間接水,一個是直接水,分為四個等級,那最高階的除礦水,就是純水系統,用RO機製造的,那它的排放水來講的話對不對,相對於,相對來講還是,相對於間接水系統,是相近的水質,所以說,它的排放來講就,完全回收到我們的間接水系統,當做它的輔助系統,這個比率大概有在10%多。
[萬能科大環工系 教授
莊連春]
它的鋼,出來要把它拉鋼啊,或是,那這個就是一定要冷卻,就是冷卻,那冷卻你用空氣冷卻,或是用水冷卻,那還是水的熱質是最大的,所以用水冷卻是最快的。
在東鋼的水情監控室裡,清楚標示用水調度情況,東鋼利用重力沈降和加藥凝結沉降,進入第三道全面沙濾過濾,讓用水回收率高達99%。
[東和鋼鐵桃園廠公共設施 課長
高大龍]
我們的用水計畫書上,我們承諾我們的用水回收率,一般都在97%以上,在全區的用水回收率,在98%多,那我們實際運作上,我們的回收率是超過99%,比起一般的工業區要求回收率在70%以上,是高出很多的。
[萬能科大環境工程系 教授
莊連春]
企業如果你要去做節水,你應該要把廠務,要把環安,然後呢,整合起來,要比較高層級的人員,去把它全廠地了解,那你了解以後呢,你選了這個處理技術,你才有辦法,比較好的,達到你的效益。
環工學者莊連春長期輔導桃竹地區工廠節水措施,他發現大廠都想努力節水,然而製程用水是產線工程師在用,卻把節水交給環工人員,他認為企業要看見節水效益,投資規畫就要更精準,甚至以更高的位階來整合。
[科技部竹科管理局設計科 科長
曹長勇]
因為節水輔導是一個很有效的方式,讓每一家廠商,可以有效地把他節水效率提高,然後來降低對自來水,或是原水的一個使用量,那另外,其實我們今年度,我們也,去年度,我們也訂了一個辦法叫「水電輔導管制辦法」,然後把整個法律位階的一個,節水的措施、表揚措施、輔導措施,訂在法規裡面去,去強制,要求廠商去做。
[台積電廠務處 副處長
陳勇龍]
台灣其實是一個不缺水的國家,但是呢,水資源其實我們要保留是不容易的,所以說站在一個社會責任觀點,我們希望每一滴水,我們能夠做到什麼?用了再回來,用了再回來!我們希望不要從外面再來取水,所以說我們終極目標是希望能做到這個樣子,就是說,能夠做到零排放,我們只是能夠來補充用水就好。
[聯電廠務工程部 部經理
彭增熊]
最主要,我們這個半導體公司,這個用水的量很大,所以聯電這邊在節約用水方面的話,這會持續去執行,包含用的量和省下來的水,要能長長久久。
氣候劇變,缺水成為各大企業最擔憂的夢魘,高耗水企業積極展開節水行動,希望善盡社會責任,減少對環境的衝擊,持續投入技術與資源,要水資源循環再生,利用再利用。
採訪/撰稿 鍾雄秀
攝影/剪輯 羅應展
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