101 年度 1
內容大綱 一二三四五 4 前言 VOCs 可能傳輸途徑 VOCs 減量途徑 製程改善, 源頭改善 管末處理, 排放減量 VOCs 處理技術 石化業 晶圓製造業及半導體製造業常見 VOCs 處理技術 結論 2
一 前言 工業製程對於有機溶劑使用非常普遍, 不管是生產製程或是產品 加工之介質皆會使用 使用或生產有機溶劑的製程, 可能藉由製程中逸散造成空氣污染 ( 儲槽 設備元件 蒸氣冷卻 廢水處理等..) ; 並伴隨放流水排 放進入承受水體, 增加環境負荷 行政院環保署將於 101 年 7 月公告實施石油化學業 石油化學專業 區污水下水道系統及晶圓製造及半導體製造業 VOC S SVOC S 標 準放流水, 並加強管制石化業及晶圓製造及半導體製造業放流水 VOC S 濃度 本年度將針對上述業者, 挑選 4 間進行輔導改善 15 家進行污水處理廠功能評鑑 3
一 前言 空污相關列管行業 石化業 ( 含石油煉製業 ): 揮發性有機物空氣污染管制及排放標準 半導體業 : 半導體製造業空氣污染管制及排放標準 光電業 : 光電材料及元件製造業空氣污染管制及排放標準 PU 合成皮製造業 : 聚氨基甲酸脂合成皮業揮發性有機物空氣污染管制及排放標準 水污相關列管行業 石化業 : 石油化學業放流水標準 石化工業區 : 石油化學專業區污水 下水道系統放流水標準 半導體 ( 晶圓製造 ) 業 : 晶圓製造及半導體製造業放流水標準 行政院環保署將於 101 年 7 月公告實施 膠帶業 : 膠帶製造業揮發性有機物空氣污染管制及排放標準 4
一 前言 屬石化業 半導體業 光電業 PU 合成皮業 塑膠業 膠帶業 油漆製造業 煤碳有機煉製 PCB 凹凸版印刷業 表面塗裝業及乾洗業等十二行業, 共 201 家 路竹區 (12 廠家 ) 工業區 : 南部科學園區行業別 : 石化業 光電業及塑膠業 楠梓區 (25 廠家 ) 工業區 : 楠梓加工出口區行業別 : 半導體業 石化業及光電業 前鎮區 (23 廠家 ) 工業區 : 槽碼區及前鎮加工出口區行業別 : 石化業 光電業 半導體業 塑膠業 小港區 (17 廠家 ) 工業區 : 臨海工業區行業別 : 石化業 油漆業及塑膠業 岡山區 (12 廠家 ) 行業別 : 石化業 塑膠業及油漆業 大社區 (14 廠家 ) 工業區 : 大社石化工業區行業別 : 石化業 仁武區 (18 廠家 ) 工業區 : 仁武工業區行業別 : 石化業 塑膠業及 PU 合成皮業 大寮區 (26 廠家 ) 工業區 : 大發工業區行業別 : 石化業 膠帶業 林園區 (20 廠家 ) 工業區 : 林園石化工業區行業別 : 石化業 5
一 前言 依據本市 99 及 100 年度揮發性有機物及臭味管理計畫 調查結果, 主要 VOCs 污染源為石化業 半導體業及油漆業 行業別 清查廠次 排放量 (ton) 100 年度 百分比 石化業 22 2247.42 58.9% 半導體業 17 80.87 2.1% 光電業 6 22.61 0.6% 印刷電路板業 7 157.18 4.1% 油漆製造業 5 793.85 20.8% 塑膠 ( 膠帶業 ) 5 58.71 1.5% 凹凸版印刷業 2 199.36 5.2% 汽機車表面塗裝 2 252.57 6.6% 合計 66 3,812.57 100.0% 統計期間 :100.07.06~101.06.05 6
一 前言 依據 VOCs 排放量清查, 推估石化業製程排放量主要以製程設備逸散及製程元件為主 ; 半導體為製程設備逸散及排放管道為主 排放管道 37.5% 石化業 排放量推估 比例 (%) 廢氣燃燒塔 8.7 排放管道 4.2 儲槽 16.1 裝載操作 13.8 製程元件 33.1 廢水處理場 3.5 製程設備逸散 79.6 半導體業 排放量推估比例 (%) 排放管道 37.5 製程設備逸散 62.5 資料來源 :99 及 100 年度揮發性有機物及臭味管理計畫 7
一 前言 ( 五 ) 公害陳情案件分析 年度 空氣污染空氣污染 ( 不含異味 ) ( 異味 ) 噪音 水污染 廢棄物 環境衛生 其他 總計 98 年 992 5,106 3,424 390 1,107 2,365 108 13,492 99 年 1,482 6,226 4,842 499 491 3,512 210 17,262 100 年 1,032 5,984 4,716 223 140 1,870 41 14,006 小計 5,044 25,991 19,404 1,932 3,975 13,730 522 70,598 百分比 7.1% 36.8% 27.5% 2.7% 5.6% 19.4% 0.7% 100% 廢污水異味 0.5% 空氣污染 ( 異味 ) 陳情分析 其他 2.3% 動物臭味 0.2% 燃燒行為 21.3% 製程異味 19.5% 廢棄物異味 0.1% 異味污染佔總陳情比例達 36.8% 異味陳情以油煙 有機氣體異味及燃燒行為最多 屬揮發性有機物異味陳情案件, 約 50% 油煙 26.4% 化學物質 0.4% 有機溶劑 4.6% 有機氣體異味 24.7% 8 8
( 六 ) 異味告發統計 屢遭陳情工廠 工廠名稱 行業別行政區陳情數 台灣好奇 ( 股 ) 公司 印刷業大寮區 25 海洋牌飼料公司 飼料業湖內區 23 凱景實業 ( 股 ) 公司 - 鳳屏廠 塗裝業大寮區 19 銡豐鋁業 ( 股 ) 公司 鋁冶煉路竹區 17 台灣中油 - 大林煉油廠 石化業小港區 17 長昱興業有限公司 金屬表面清洗業 燕巢區 16 申豐化學工業 ( 股 ) 公司 石化業鳳山區 15 南六企業 ( 股 ) 公司 化妝品橋頭區 15 磐豐企業有限公司 塗裝業大寮區 14 台灣中油 - 煉製事業部高雄煉油廠石化業楠梓區 14 中國人造纖維 ( 股 ) 公司 - 高雄總廠 石化業大社區 13 盛發企業工廠 一 前言 原子炭製造業 路竹區 13 台灣肥料 ( 股 ) 公司 - 高雄廠 肥料業前鎮區 12 台灣塑膠工業 ( 股 ) 公司 - 仁武廠 塑膠業仁武區 12 在仁成企業 ( 股 ) 公司司 鋁鑄造業橋頭區 11 李長榮化學工業 ( 股 ) 公司高雄廠 石化業小港區 11 工廠 行業別 檢測項目 濃度 壹東實業 ( 股 ) 公司二廠 塗裝業 242 台灣肥料 ( 股 ) 公司高雄廠 肥料業 132 伍桐 ( 股 ) 公司 石化業 125 日月光半導體 ( 股 ) 公司 ( 材料包裝廠 ) 半導體 周界 78 北誼興業 ( 股 ) 公司 石化業 63 中石化 ( 股 ) 公司 - 小港廠 石化業 55 誠毅紙器 ( 股 ) 公司 印刷業 55 長昱興業有限公司 金屬表面清洗業 管道 9770 南傑瀝青實業 ( 股 ) 公司瀝青業 7330 樁樺化學 ( 股 ) 公司本洲廠石化業 4120 承聯工業鑄造工廠 鋼鐵業 3090 純聚 ( 股 ) 公司 石化業 3090 毅錩金屬 ( 股 ) 公司路竹廠 表面處理業 異味告發案件 2340 申豐化學工業 ( 股 ) 公司石化業 4170 排放標準 50 1000 2000 9
( 七 ) 石化業各污染單元及 VOCs 排放量彙整 製程單元 一 前言 廢氣燃燒塔 排放管道 有機液體儲槽 裝載操作設施 設備元件 廢水處理設施 總數 56 根 674 根 3,870 座 454 條 - 88 座 列管數量 56 根 317 根 1,054 座 219 條 1,556,397 個 81 座 排放量 ( 公噸 / 年 ) 排放量比例 (%) 542.44 1,077.81 1,344.15 597.19 2,991.54 401.54 8% 15% 19% 9% 43% 6% 六大單元中以設備元件排放量為最大量, 達 43%; 有機液體儲槽次之, 達 19% 資料來源 : 本市 99 及 100 年度揮發性有機物及臭味管理計畫 第三次期中報告 ( 初稿 ) 99 年度揮發性有機物暨屢遭陳情管理業務 期末報告 ( 初稿 ) 10
一 前言 ( 八 ) 石化業法令查核重點環保署 100 年 2 月 1 日公告修正 揮發性有機物空氣污染管制及排放標準, 新增多項管制內容, 並給予業者不同改善期限 儲槽 單元 100.02.01 100.07.01 101.01.01 101.07.01 102.01.01 103.01.01 103.07.01 廢氣燃燒塔 排放管道 1. 使用事件通報 2. 服務專線設立 流量計及連續記錄設施設置 使用計畫書提送審核 - - 1. 燃料及蒸氣流量計 2. 水封槽水位 ( 壓力 ) 計 3. 監測設施連線 固頂槽後端導入防制設備 - 真空壓力調節閥 - 列管 13 種有害物 浮頂槽 1. 進料之目視檢測 2. 上方濃度 < 爆炸下限 50% - 種之儲槽 (100m 3 以上 - - (34,000ppm) 裝載設施 設備元件 廢水處理設施 其他 裝載設施均具 VOCs 回收系統至防制設備或儲槽及新增列管載入之設施 1. 新增列管快速接頭及管牙 2. 加嚴洩漏定義 / 管制值及難檢元件 委外檢測及圖像建檔 - 清洗開槽須通報主管機關 1. 正常操作不得使用 2. 使用達 30 日須提送減量計畫書 - - - - - 初級單元不得與大氣接觸 - - 放流水標準 - 歲修 1 個月前提送歲修計畫書審核 - 冷卻水塔每季檢測及申報 - - 1. 生物曝氣池不得與大氣接觸 2. 污泥設施需密閉並連接至防制設備 3. 生物曝氣池需檢測 列管之工業區污水處理廠須連接至符合規範之防制設備 11
12 二 VOCs 可能傳輸途徑石化製程蒸氣冷卻廢水處理設施放流蒸氣製程內 V O C 廢水收集系統廢水處理設施放流清洗溶劑晶圓製造及半導體製造業廢水收集系統 VOCs 可能途徑 : 冷卻水塔 廢水處理設施
二 VOCs 可能傳輸途徑 VOCs 逸散 厭氧處理程序易產生氯化烯 二氯乙烷 收受石油化學業 專業區廢水 初級處理生物處理高級處理 放 流 石化業主要排放成份 : 乙烯 正丁烷 甲苯 異戊烷 丙烷 丙烯 等 加氯消毒易產生氯仿 四氯化碳 二氯乙烯 13
三 VOCs 減量途徑 製程變更涉及生產相對難度較高 VOCs 減量途徑 相對於製程變更成本效益低 原物料替換 ( 低揮發性 ) 製程更新 ( 乳化型 ) 設備修改 ( 密閉 負壓 ) 生產條件 ( 溫度 壓力 ) 減少污染產生 依處理流程之規劃, 選擇適當處理技術 正確的硬體規格與操作條件 定期保固維護 選用符合效益之處理技術 14
三 VOCs 減量途徑 產生 VOCs 的原因? 原物料含 VOCs( 有機溶劑 ) VOCs 易揮發的特性 物理 化學反應釋出 VOCs 排 ( 換 ) 氣, 產生含 VOCs 之廢氣 溶劑使用時之操作溫度 溶劑使用量 使用方式 ( 浸泡 淋洗 噴洗 ) 15
三 VOCs 減量途徑 選擇適當 的處理技術與處理流程之規劃 瞭解廢氣排放特性 製程 ( 參數 ) 條件 ( 溫度 壓力 ) 製程設備 生產方式 ( 連續 批次式 ) 原物料 ( 含有機溶劑 ) 總類 數量 組成 廢氣排放性質 ( 指紋資料庫 ) 藉由廢氣之採樣分析進行污染物之定性 定量 16
三 VOCs 減量途徑 廢氣風量合理化 - 捕集效率 ( 逸散率 ) 推估示意 逸散排放 資料來源 ;Profocol for Determination of VOCs Capture Efficiency 廢氣產生 局部集排氣設備 空氣污染防治設備 排放管道排放 原物料 = 評估設備之合理性 17
三 VOCs 減量途徑 廢氣風量合理化 - 集氣罩設計原則 : 1. 充分瞭解污染源之性質集發生狀況 2. 每個逸散污染源皆應設置集氣罩 3. 集氣罩儘可能接近污染發生源 4. 集氣罩應儘量做成包圍式 5. 避免在氣罩周圍引起擾流 影響捕集效率之參數 : 氣罩型式 氣罩與排放源之關係位置 抽氣量 氣罩大小 18
四 VOCs 處理技術 VOCs 處理技術 各 VOCs 控制技術適用範圍比較 非破壞性 破壞性 生物法 觸媒直式燃焚式 / 化法 吸收法 吸附法 冷凝法 各 VOCs 控制技術適用特性比較 19
四 VOCs 處理技術 ( 一 ) 石油化學業 - 焚化技術 技術原理 : 利用高溫燃燒之氧化作用 使廢氣轉換成無害之 CO 2 與 H 2 O 影響處理效率之參數 : 焚化溫度 紊流強度 停留時間 20
四 VOCs 處理技術 ( 一 ) 石油化學業 - 焚化技術 蓄熱式熱焚化 熱回收效率 : 80~95% 21 資料來源 : 工業技術研究院
四 VOCs 處理技術 ( 二 ) 晶圓半導體製造業 - 濕式洗滌技術 技術原理 : 利用污染物在水中溶解特性 在廢氣與洗滌液接觸過程中 藉氣 液之間的擴散質傳 ( 及化學反應 ) 將污染物從氣流中移除 影響處理效率之參數 : 洗滌液 接觸時間 洗滌液汰換率 資料來源 : 工業技術研究院 22
Direct fired thermal oxidizer (process heater, boiler) A direct-fired oxidizer is the simplest technology of thermal oxidation. A process stream is introduced into a firing box through or near the burner and enough residence time is provided to get the desired destruction removal efficiency (DRE) of the VOCs.
鍋爐之 NMHC 去除效率 廢氣濃度 (ppmc) 去除效率 (%) 廢氣成份 A 廠 623 98.7 丙烯 丙烷 醋酸乙烯 B 廠 245000 99.0 聚乙烯 C 廠 1320 98.8 甲醛 8 to 16 ppmc of NMHC from oil-fueled boiler
四 VOCs 處理技術 濕式洗滌技術 ( 二 ) 晶圓半導體製造業 - 技術選用暨硬體設計關鍵參數 1. 污染物氣液平衡 ( 水溶性 ) 2. 硬體尺寸之設計 3. 反應藥劑的選擇 4. 循環水量 5. 操作條件 6. 洗滌液汰換率 26 資料來源 : 工業技術研究院
四 VOCs 處理技術 ( 二 ) 晶圓半導體製造業 - 濕式洗滌技術 化合物 亨利常數 [atm/(mol/m 3 ] 化合物 亨利常數 [atm/(mol/m 3 ] Methanol 0.0000052 DMF 0.0000002 Ethanol 0.0000303 MEA 0.0000256 iso-propanol 0.000015 Ethyl Acetate 0.000128 Acrtone 0.000025 Butyl Acetate 0.000164 MEK 0.00013 Toluene 0.0064201 Ethyl Acrylate 0.00025 m-xylene 0.0074341 27 資料來源 : 工業技術研究院
四 VOCs 處理技術 處理法操作溫度成分濃度處理效率設備費操作費二次公害 直接燃燒法 700~800 o C 適於高濃度高高高有害氣體 觸媒燃燒法 300~400 20%LEL 以下 高 高 高 無 吸收法 常溫 低濃度至高濃度均適用 中 - 高 中 中 廢液處理 吸收回收法常溫 ( 最高 40 o C) 高濃度中 - 高高低無 生物處理法 常溫 低濃度 中 - 高 低 低 無 冷凝法 低溫 ( 露點以下 ) 高濃度 高沸點化合物適合 高 高 無 廢水處理設施 VOC 防制方式加蓋密閉水 ( 油 ) 洗設備活性碳吸附設備焚化處理設施生物滴濾床 28
五 結論 揮發性有機物防制策略 製程變更, 源頭改善 管末處理, 排放減量 最具成本效益 成本效益低, 最後手段 空氣中 VOCs 水中 VOCs 減量方式評估 製程密閉或增加集氣罩收集效率 依照製程內風量及 VOC 濃度, 選擇適當防制設備 收集有機液體儲槽之呼吸排氣或選擇低揮發清洗溶劑 減量方式評估 定期監測廢水 VOC 物種, 確認 VOC 來源 初級處理設施 ( 油水分離池 ) 及生物曝氣池應密閉加蓋 密閉加蓋完成後, 應以負壓方式收集至 VOCs 防制設備 29
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