興大盧明俊團(tuán)隊(duì)研發(fā)廢水重金屬回收創(chuàng)新技術(shù) 榮獲國科會未來科技獎
興大盧明俊（右2）團(tuán)隊(duì)研發(fā)廢水重金屬回收創(chuàng)新技術(shù)，榮獲國科會未來科技獎。照：中興大學(xué)提供
中興大學(xué)環(huán)境工程學(xué)系盧明俊教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)「流體化床均質(zhì)結(jié)晶回收廢水中重金屬」技術(shù)，可在常溫常壓下，以控制操作流程，藉由自生之晶核逐漸成長，形成均質(zhì)高純度之結(jié)晶粒，有效去除廢水中重金屬，落實(shí)流體化床結(jié)晶技術(shù)兼具污染物去除與回收再利用之處理優(yōu)勢，所產(chǎn)生之高品質(zhì)結(jié)晶粒，可回收做為各種製程原料。兼具環(huán)境永續(xù)創(chuàng)新性與減碳關(guān)鍵技術(shù)，榮獲2023年國科會未來科技獎。
盧明俊教授表示，過去去除重金屬技術(shù)主要有：化學(xué)混凝、離子交換樹脂法、吸附法、流體化床異質(zhì)結(jié)晶及電解回收法等技術(shù)。目前主要還是以化學(xué)混凝為主，此程序是藉由加入鹼液調(diào)整適當(dāng)?shù)膒H值，與重金屬離子反應(yīng)形成固體析出溶液，並配合添加高分子絮凝劑，以共沉澱的機(jī)制來達(dá)到除重金屬的目的。化學(xué)混凝沉澱雖具有操作簡單且除重金屬效果佳，但在除重金屬過程中需要添加大量的藥劑，產(chǎn)生的固體廢棄物含水率高，固體純度低，後續(xù)處理所需費(fèi)用高。同樣地，離子交換樹脂法與吸附法，最後都還是有處理濃縮廢液及吸附材的問題，即使使用電解回收法則無法處理低濃度及大量重金屬廢水。
興大盧明俊（前排左3）團(tuán)隊(duì)研發(fā)廢水重金屬回收創(chuàng)新技術(shù)_榮獲國科會未來科技獎。照：中興大學(xué)提供
而盧明俊教授團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的流體化床結(jié)晶技術(shù)應(yīng)用於處理含重金屬廢水，可以解決處理大量含重金屬廢水及產(chǎn)生高含水率廢棄污泥之問題，但是傳統(tǒng)上，流體化床技術(shù)仍以添加擔(dān)體之流體化床異質(zhì)結(jié)晶技術(shù)用於處理金屬離子，所添加擔(dān)體(屬於異質(zhì)成核的程序)，如矽砂、磚粉做為晶種，此種異質(zhì)結(jié)晶技術(shù)雖可降低成核驅(qū)動力，但是卻生成非均質(zhì)成份之結(jié)晶顆粒，晶核與殼(結(jié)晶物)之元素成分迥異，使得產(chǎn)生的固體物含有大量異相成分，降低結(jié)晶產(chǎn)物之純度，也對流體化床技術(shù)生成之產(chǎn)物的回收再利用之美意造成阻礙。
因此，研究團(tuán)隊(duì)以均質(zhì)成核之流體化床結(jié)晶技術(shù)，以控制操作流程使晶核自生於流體化床中，並藉由自生之晶核逐漸長大結(jié)晶，形成均質(zhì)單純成分之結(jié)晶物，有效去除廢水中重金屬與無機(jī)鹽類，落實(shí)流體化床結(jié)晶技術(shù)兼具污染物去除與回收再利用之處理優(yōu)勢。
本技術(shù)主體為一個流體化床反應(yīng)器，垂直向上整合各單元在單一裝置，使用土地面積僅為前述傳統(tǒng)程序三分之一，因?yàn)槭褂镁嘟Y(jié)晶的方式去除水中之重金屬離子，且所獲得之結(jié)晶物含水率僅有5%，即使是當(dāng)做廢棄處理也可以節(jié)省60% 左右之污泥處理費(fèi)用，且因本技術(shù)是以均相成核結(jié)晶技術(shù)獲得之結(jié)晶物純度高，所以可以回收再利用。此外，設(shè)備建造費(fèi)只有傳統(tǒng)程序之三分之一，可節(jié)省土地使用，若以污泥脫水及減少碳排的角度來看，結(jié)晶法脫水效率比起傳統(tǒng)化學(xué)沉澱法所產(chǎn)生之污泥，每噸減少近300公斤二氧化碳排放。
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中興大學(xué)環(huán)境工程學(xué)系國科會未來科技獎盧明俊教授