環保園地
台灣積體電路製造股份有限公司12廠7期 曾顯堯
1.參選類別：
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廢水處理專責人員 |
2.現職（參選時之職位）：
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工程師 |
3.個人工作內容摘要
- 廢水系統/回收水系統工程建置
- 廢水處理系統運轉操作
- 生物系統建置工程設計規劃
- 放流水質管控、定期檢測、放流水質改善與水回收技術推廣
4.公司簡介
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台積公司於民國七十六年在新竹科學園區成立，是全球第一家專業積體電路製造服務公司。身為業界的創始者與領導者，台積公司是全球規模最大專業積體電路製造公司，除在專業積體電路製造服務本業中謀求最大成就，同時也善盡企業公民責任，積極與員工、股東、客戶、子公司、合資公司、供應商、社會等利害關係人建立良好互動，共同追求永續未來。
台積公司為提高水資源的使用效率，將純水設備及製程機台的排放水依照其純淨程度分級，最乾淨者優先循環純化回製程使用；次之者經水回收設備處理後，做為非製程次級用水；最後，無法回收使用的廢水則排至廠區內設置的廢水處理廠進行終端廢水處理。台積公司著重建置各種用水回收系統，將可再次使用的水經過精製後循環使用，藉此層層循環再利用模式提高廠內回收水量，不輕易浪費一滴水。
民國108 年，台積公司不斷深化「廠務系統用水減量、增加廠務廢水回收、提升系統產水率、降低系統排水損失」四大節水方向，持續精進 擴大既有八項節水措施外，除增加機台廢水回收外，其中共五座廠區更全面導入「回收水再精煉為工業用水」，有效節水128.6 萬公噸，年度總計新增節水量達328萬公噸。
我們的願景
促進環境永續，成為世界級環境保護與能資源節約的標竿企業。
我們的策略
1.持續推動綠色廠房、綠色製造與綠色供應鏈，並管控環保風險。
2.追求能源、水與其他資源之最佳使用效率，並積極投入減廢與污染防治。
3.與利害關係人溝通及合作，降低產品生命週期環境衝擊。
我們的執行方針
1.遵循或超越國內外環境保護及能資源效率、耗用相關法規與標準。
2.關注全球氣候變遷趨勢，評估其風險與機會，並投入資源執行有效的節能、節水等管控措施。
3.採取環境友善行動，持續提升能資源耗用、廢棄物管理與污染防治績效，並積極與客戶、供應商和外包商合作，共同建立從設計、製造到產品與服務之半導體綠色供應鏈。
4.深化全體員工、子公司、合資公司對環境保護的認知、責任與承擔。
5.對外分享知識與經驗，透過與商業夥伴、產官學界及全體社會的合作，攜手因應環境保護與氣候變遷的嚴峻挑戰。
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5.具體事蹟
(以個人貢獻為主，在專責類別上對公司及環境之事蹟，必須有量化或具體事證，所述內容應參照評選項目，包含：1.法規規定應執行業務辦理情形，2.污染改善措施、具體效益及對任職機構之貢獻)
1. 放流水 污 染減量 COD 減量專案
本公司隨著製 程演進，有機物化學品 使用量 逐漸增加，其中以異丙醇 ( 為大宗 ，貢獻廠區排放水 COD 濃度，需針對該項目進行處理。 異丙醇在水體與氧化性物質反應後容易產生有味道的丙酮，也是需要處理的項目之一。為了減少廠區放流 COD 由專責單位主管本人 設立專案小組， 執行源頭分流 管理、中段IPA 廢水回收、 末端新建 COD 生物 系統處理 系統。
1.1. 源頭分流管理 ：針對無塵室所有排水次主管 (127 條 進行全盤取樣，鎖定區域，再經由機台排水、製程圖面發現問題 。機台設計、參數設定等問題，導致廢水中 IPA 濃度增加，影響放流 COD ，根據問題類型，概略氛圍下述幾種狀況
1.1.1. 機台為了節省空間，將所有的排水經同一個排水管路進入附屬緩衝槽，在經由緩衝槽下方閥件開關決定排水去處，但因槽體內、管線內即有上一步驟之化學品殘留，造成排水混合、污染排水去處 設備機台之改造對產線有巨大的衝擊而難以實行，故以軟體修改方式克服混排問題： IPA Rinse 後下一步驟，閥件不立刻切換，增設延遲時間，將管內、槽體內殘留 IPA 全數收入有機廢水 ( 排水 ；使用 IPA 後若該製程結束，機台將不會有 Rinse 步驟，重新啟動下一循環時，第一步驟之廢水排放將混合的前一循環之大量 IPA ，故在每一循環啟動前 10 秒鐘排水排入 AOR 或 IPA 廢液排水管路中，避免 IPA 進入其他系統
1.1.2. 機台抽風排氣管路為了避免水氣凝結蓄積阻塞風管，在風管下方配置排水管路，水氣與冷凝水經由管路排放至酸、鹼、氫氟酸廢水處理系統。設備使用化學品中，IPA 與水親和力最強，最容易被冷凝水、空氣中水氣吸附，故風管排水管路中豐富的IPA 影響了廢水系統中的COD 濃度，於2019 年陸續進行管路修改，將所有的風管排水管路配置到有機廢水處理系統，再經由新建之生物處理系統去除污染。
1.2. 中段IPA 廢水回收：廠區針對大量使用IPA 機台配置特殊的洗滌塔(Salix)去除排氣中的酸鹼物質，尾氣IPA 程分最終經由燃燒去除，但因IPA 為親水物質，部分IPA 隨著洗滌廢水進入廢水處理系統，導致空污系統未能有效去除IPA，反而將污染物轉移至水體使廢水系統COD 上升。因Salix 特性，使用水源可以含有 IPA 與其他有機物質，故設置系統將有機廢水經過 RO 處理 (LSR(IPA) System)，移除大部份有 機物質與酸鹼化學物質，產出較為乾淨的回收水供 Salix 使用 ，因供應水本身含有 IPA ，減少氣體與水體的 IPA濃度梯度，減緩 IPA 融入洗滌水體中，使空污系統能燃燒較多的有機廢氣 圖五 ))，同時能將原本無法回收之洗滌塔排水重新再利用，每年可節省 73 萬噸的洗滌用水 。
1.3. 末端新建 COD 生物處理系統 ：綜上所述針對有機廢水處置方式，仍缺少能處理 COD 之處理系統，故於 2017 年 起始 規劃新設接觸濾 材法生物處理系統 ，經諸多實驗後於 2019 年 斥資兩億進行建造 202 0 完成系統之建置，建置過程有諸多難關與課題須克服， 簡述 如下：
1.3.1. 生物系統在本公司未有先例，無法確認該系統是否可適用廠內 廢水 處理 ，在系統建置前花了一年時間，斥資 150 萬打造小型測試系統 圖六 ))，經長時間的測試驗證，接觸濾材生物處理法在預估處理廢水上有良好的去除效果， COD去除負荷達到 8.65kg COD/day m 3 ，且對水體 COD 去除率達 90% 以上 。
1.3.2. 因本廠建蔽率問題，必須將生物處理系統設置於室內，將有異味飄散問題，為了維護現場 工作人員之身心健康，系統 所有單元皆為 密閉桶槽 ，並配置充足量之抽風設備，增設兩台 10 000CMH 之洗滌塔清洗尾氣，克服 異味 問題。
1.3.3. 廠區已運轉 3 年，規劃並無預留生物處理系統用地，且生物系統用地需求大，為了克服此問題，選用接觸 濾材 法增加單位體積 COD 去除負荷 ，桶槽高度設計至天花板下 1 公尺，在有限空間內配置最大體積之處理槽 ，並大量拆除既有物料存放區、閒置設備、可取代設備挪出空間，最終系統用地約為 800m 2
1.3.4. 系統建置高層不足，液面距離桶頂僅 30cm ，而生物處理系桶常態有泡沫產生，必須精準控制入口負荷，並且建立完善的消泡系統，避免泡沫生，必須精準控制入口負荷，並且建立完善的消泡系統，避免泡沫溢溢流至桶流至桶槽外。
1.4. 末段系統 Fenton 法導入： 除了有機廢水管路中的 COD 去除， HF 處理系統中的COD 也佔廠區 39% 之貢獻度，但 HF 廢水之毒性高、水量大，難以使用生物處理一併處理，經多方研究後，在 HF 系統添加氯化亞鐵，使其與廢水中的雙氧水產生 Fenton 反應達到 COD 去除之成效，該方法投入後 HF 系統 COD 去除率達 60%60%，預估減少 COD當量2700kg/day
生物處理系統最終於2020 年 2 月完工啟用，目前尚在試車階段 僅導入部分廢水進入系統，系統 COD 去除效率已 達到 90%90%，成功的減少 COD 當量2100kg/day ，為來持續導入廢水，預估為來 COD 總去除當量能達4050kg/day 。目前
F12P7 廠區放流水 COD 穩定於 350ppm 以下， 除了 系統尚未全載運轉外，將會持續調查機台狀況尋找利基點，並廣 邀 廠商 召 開先進有機廢水處理技術研討會 圖九 ))，目標定為放流廢水 COD 與客雅溪背景 值 相同。
2. 放流水 污 染減量 Surfactant 減量
設備使用顯影清洗液內含有 3M NOVEC 4205 ，屬於 4 碳全氟烷化合物，在水體自然分解時間大於 40 天，雖然目前法規僅管制 7 碳以上全氟烷化合物，但基於防範未 然，本廠區仍決議新設活性碳處理系統，以活性碳吸附 Surfactants ，吸附飽和後更換活性碳濾材，換下的活性碳濾材將運送至中國碳素廠區，以 800 o C 高溫裂解後再利用。
3. 系統優化 氨氮去除系統 ( 之改善：
氨氮去除系統使用MD 脫氣膜將氣化的 NH 4 OH 與另一側之硫酸結合成為硫酸銨，再將硫酸銨清運借以去除水體中的氨氮，系統為兩段式設計，第一段去除大部分水體氨氮，並 獲得高濃度的硫酸銨 (30~ 36%)；第二段使用較新鮮的硫酸確保產水氨氮小於系統設計值，但硫酸銨濃度較低 (20~ 無法外運，需再次回到系統水測第一段，重新添加液鹼將硫酸銨中的氨變回氨氣，大幅增加化學品用量 。為了解決上述問題，將第二段循環槽之硫酸銨作為pH 調整用藥加入前段 RO 提濃系統，可節省原 RO 提濃系統所需硫酸，又能將硫酸銨中的氨重新到水體再經RO 提濃，使原水氨氮濃度提升，強化系統去除效率，並免除低濃度硫酸銨清運問題，一舉三得。
4. 系統優化 系統 擴充
製程的演進下，為了維持更好的精準度、更小的線徑，清洗潔淨等級不斷提高，導致製程用水量隨之增加，敝人透過自動監控、抄表等方式觀察歸納，發現部分系統面臨水量即將滿載之問題，故規劃各對應系統之擴充案件
4.1. CWR /AEX/CWD 系統擴充計畫
因 設備 裝機量增加， AEX Central Scrubber(C/S) 排水量隨之增加 (61→126CMD)CMD)，超過原 AEX capacity ( 現況已部分將該系統廢水排至CWR系統處理，CWR 系統負載已由85%→90%。規劃擴充CWR RO一套提升運轉負荷自2592到988CMD，負載由90%降低至59%、AEX新增pump與管路增加水流量5→30CMH、更換CWD 原水泵浦葉輪增加水流量5→30CMH(圖十) ，因應原水pump 擴充，CWD MD必須隨之增加，規劃第一段增設8套，第二段增設4套，系統處理量由288CMD提升至480 CMD。
4.2. LSR(I) RO 系統擴充
系統設計為兩套 RO ，每套 RO 處理水量 為 2500 CMD ，規劃設備有機廢水排水與 Salix 洗滌塔總排水量為 2000CMD ，但隨設 備裝機量增加，總排水量 已 達到2600CMD RO 需進行 清洗 維修時 會因處理量不足 導致現場桶槽液位升高進而溢流 圖十一 ))，對廠區環境與放流水質有重大影響，故規劃增設 一套 RO ，使其常備運轉負荷達 5000CMD
4.3. 頂樓雨水排水管路與 AEX C/S 處理系統管路分離
建廠設計將屋頂排水管路全數銜接至 AEX 處理系統，未妥善考慮雨水進入處理系統將佔用系統負載，導致系統必須停止 Scrubber 排水，專心處理雨水這種本末倒置的現象。將舊有排水管路 與雨水管路分離 封閉 ，再將雨水導入負荷 能力大的氫氟酸處理系統
5. 廢棄物減量－硫酸銨結晶系統設置
本廠每月約產生 500 噸之硫酸銨液體，以廢棄物形式交由處理商進行結晶處理，為了達到產區另廢棄產生，斥資 1.5 億增設硫酸 銨 結晶系統 ，主要單元有三，分別為：
DTB
結晶罐 在結晶罐設置內導流筒，形成循環通道，使晶漿有良好的混合條件，在蒸發結晶中能迅速消除過飽和度，使溶液的過飽和度處於比較低的水平。適用於溶解度曲線比較陡的產品。
震動流化床
物料由螺旋進料口進入 機內，在振動力作用下，物料沿水流方向拋擲向前連續運動，熱風向上穿過流化床與濕物料換熱後，濕空氣經旋風分離器除塵後排出，乾燥物料由排料口排出。
振動篩-以振動馬達作為振動源，通過傳動裝置將電能轉化為機械能，篩箱內裝有不同規格的篩網，通過篩框的震動，使不同粒徑物料從特定出料口排出，達到篩分的目的。
硫酸氨結晶系統預估每日可處理96噸之硫酸銨液體，除了處理本廠區硫酸銨以外，其他廠區硫酸銨將運送至本廠區進行處理，結晶硫酸銨可做為肥料售出，預估每年可減少廢棄物產出3萬5千噸，每年可節省1千1百萬之處理費用。