ROSA程式模擬計算—不同矽酸移除率之水回收率與SiO 2 飽和度之關係

single-stage 的處理程序中模擬不同 RO 回收率與二氧化矽飽和度(即矽酸溶解度) 之關係，藉由模擬結果可得知將薄膜出流矽酸處理在那個範圍內方能使實廠 RO 處理程序無積垢之虞，並可提升實廠RO 處理的操作效率，降低操作成本。

利用ROSA程式來模擬換算出不同的去除率下，所要求的薄膜回收率與二氧 化矽飽和度之間的關係。由表4.3 中得知，當薄膜回收率設定為 30%時，而矽酸 未經鎂鹽之前處理及薄膜過濾即直接進流RO處理程序予以進行水回收處理時，

其二氧化矽飽和度為74.67%，並不會導致有薄膜積垢的問題產生；但當回收率的 設定提高時，若此時回收率提高為50%或 70%時，其經ROSA程式模擬得到的二 氧化矽飽和度分別為 104.43%和 173.75%，此已超過正常飽和度的範圍，這樣就 會產生很嚴重的薄膜積垢問題，更別說是要達到回收率90%的要求了。當矽酸移 除率增加為 10%時，薄膜回收率可提高至 50%，其二氧化矽飽和度為 93.99%，

低於會造成薄膜積垢之標準；而當再提高矽酸移除率至70%時，即使薄膜回收率 的設定要求為90%，二氧化矽最大飽和度為 79.15%，並不至於有積垢現象產生。

而下圖4.15 為不同矽酸去除率下，薄膜回收率與SiO2飽和度之關係，當未經任何 前處理的原水，若薄膜回收率控制在47%以下，則薄膜並不會有積垢之虞；反之 若薄膜回收率大於47%，則二氧化矽會因超過溶解度而開始溶出造成薄膜的積垢 並影響其操作效率。由圖中亦知，若矽酸去除率提高至10 ~ 50%時，則薄膜回收 率亦可提高至 52 ~ 77%，當去除率高達 70%時，就算薄膜回收率要求提高至 90%，也不會造成二氧化矽的溶出而造成薄膜的阻塞，亦不會影響到RO的處理成 效。

所以利用圖4.15 的結果可以得到最適合的薄膜操作模式，先設定所欲達到之 薄膜回收率範圍，再回推所需達到的矽酸去除效率，此矽酸去除效率即為經前處 理後經薄膜過濾之出流水質結果，接下來若欲達到此處理成效則必須在前處理時 達到最適操作效果，可由下圖4.16 中回推得到前處理時所需加入的鎂鹽劑量，若 要求的薄膜回收率為70%，則不造成薄膜積垢問題的最小矽酸去除率為 50%，再 由圖4.16 的結果中回推當矽酸去除率為 50%時，則在進流薄膜的前處理至少必需 加入鎂鹽約為40 mg/L 的劑量，才可達到所要求的矽酸去除效率，因而在 RO 處 理程序中才不至於發生薄膜積垢的問題。

表4.3 不同水回收率與矽酸去除率下之SiO2飽和度 矽酸去除率(%)

水回收率(%)

0 10 30 50 70 90

10 58.11 52.3 40.68 29.05 17.43 5.81

30 74.67 67.2 52.27 37.33 22.4 7.47

50 104.43 93.99 73.11 52.21 31.33 10.44

70 173.75 156.39 121.65 86.88 52.13 17.38

90 ^{306.21 237.44 184.69} 131.9 79.15 26.38

※ 初始矽酸濃度：65.4 mg/L as SiO2，RO Operational pH 7.6

Water Recovery (%)

0 20 40 60 80 100

SiO2 saturated ratio (%)

0

Dosage (mg/L as Mg)

0 30 60 90 120 150 180

Dissolved Silica removal (%)

0