| 姓名 |
陳鎮坤(Chen-Kun Chen)
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畢業系所 |
環境工程研究所在職專班 |
| 論文名稱 |
水回收再利用之經濟效益研究
以印刷電路板業為例
(Economic benefits of water reclamation in PCB industry
)
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| 摘要(中) |
本研究以印刷電路板業為例，研究「水回收再利用之經濟效益」，主要是要回收製程上的清洗水，但印刷電路板的製造流程多樣化且複雜，若真正要涵括到各種產品的製造流程可能會太複雜，所以在這裡以某實廠為例來作探討，擬定出各種可行的方案，所選擇的廢水來源是製程的酸性清洗水，其中含有大量的銅離子，處理完後水擬再回到製程上使用，銅離子經電解回收金屬銅，因此所選用的處理設備有活性碳吸附、離子交換樹脂及電解回收設備，接著估算出設備容量的需求多大，並分析各成本，最後以工程經濟學的學理來進行方案的成本分析與可行性分析，選出最佳可行方案。
就本研究最後結果可知，增設的系統若是處理效率可以維持在80%以上的話，方案三（增設離子交換樹脂及電解回收設備）是最好的方案，而且方案三不僅可以回收清洗水與金屬銅，對提升製程回收率、減廢與永續發展都有很大的幫助。
在工程經濟分析中的變數，需要確實的求證與追蹤，並隨時更新最新的數字，如此才能在進行評估的過程得到一個最客觀的結果，比如說利率與初設成本是會變動的，若不隨時更新，可能就影響判斷的準確性。
工程經濟的分析若是可以將環境成本因素與風險因素都量化，並考量進來的話，那麼整體的架構會更完整，得到的結果會更具有說服力。
印刷電路板業仍有許多水回收再利用的方案，如放流水回收再利用、雨水回收再利用等，但是這些方案需要不同的處理方式，用途也不同，當然也會產生經濟效益，所以當要投資這些方案的時候，也可以先經過工程經濟的分析，判定可不可行。 |
| 摘要(英) |
This study examines the economic benefits of water reclamation in printedcircuit board (PCB) industry. Due to the complexity production processes in PCB manufacturing, only acid washing water, which contains abundant cupric ions, was considered to be reclaimed here. The reclaimed water can be returned to the manufacture processes and cupric ions can be collected. The reclamation processes considered in the study are electrolysis, ionic exchange, and activated carbon adsorption. After analyzing capacity as well as capital and operation costs of each system, the optimum solution was found by capital and feasibility analysis using engineering economics. The results showed that if the reclamation efficiency can be maintained at least 80%, method III (addition of ion exchange and activated carbon adsorption processes) is the best solution for it does not only reclaim water and reduce the amount cupric sludge, but also recycle copper and sustain the environmental development. |
| 關鍵字(中) |
★ 工程經濟
★ 離子交換
★ 活性碳吸附
★ 印刷電路板
★ 電解回收 |
關鍵字(英) |
★ Printed circuit board
★ Engineering economy
★ Activated carbon adsorpti
★ Water Reclamation |
| 論文目次 |
總目錄
中文摘要………………………………………………………………I
英文摘要………………………………………………………………II
誌謝………………………………………………………………III
總目錄…………………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………………VII
表目錄………………………………………………………………VIII
第一章 前言……………………………………………………………1
1.1 研究緣起 ……………………………………………………1
1.2 研究目的 ……………………………………………………2
第二章 文獻回顧 ………………………………………………………4
2.1 印刷電路板製程介紹…………………………………………4
2.2清洗水回收處理流程規劃介紹…………………………8
2.3清洗水回收處理技術之原理介紹…………………………10
2.3.1活性碳吸附原理……………………………………………10
2.3.2離子交換原理……………………………………………13
2.3.3 電解回收原理……………………………………………16
2.4工程經濟分析程序與成本觀念介紹…………………………19
2.4.1工程經濟分析程序…………………………………………19
2.4.2成本估計與成本概念………………………………………21
2.5貨幣與時間的關係……………………………………………23
2.5.1利率與等值觀念……………………………………………23
2.5.2利率公式……………………………………………………26
2.6 工程投資案之經濟分析方法………………………………30
2.6.1現值分析…………………………………………………31
2.6.2終值分析…………………………………………………32
2.6.3年等值分析…………………………………………………33
2.7 工程的折舊……………………………………………………34
2.7.1資產折舊的因素……………………………………………34
2.8現金流量表之建立……………………………………………37
2.8.1現金流入與流出的要素………………………………………38
2.8.2現金流量表的建立………………………………………40
第三章 研究方法……………………………………………………43
3.1可行規劃案之擬定……………………………………………43
3.1.1 方案一：目前的處理方式（化學混凝沉澱）……………………44
3.1.2 方案二：活性碳設備及離子交換樹脂及化學混凝沉…………45
3.1.3方案三：活性碳設備及離子交換樹脂及電解回收設備及化學混凝…………………………………………………………45
3.2水質分析方法…………………………………………………46
3.2.1氫離子濃度檢測分析方法…………………………………46
3.2.2銅離子濃度檢測分析方法…………………………………47
3.3成本估計方法…………………………………………………47
3.4現金流量表之建立方法………………………………………49
3.5規劃案可行性分析方法……………………………………51
第四章 結果與討論……………………………………………………52
4.1實廠現況分析…………………………………………………52
4.1.1實廠用水量及成本分析………………………………………52
4.1.2實廠水回收再利用現況……………………………………55
4.1.3廢水產生量與污染質量分析………………………………56
4.2規劃案之成本估計…………………………………………59
4.2.1方案一：化學混凝沉澱………………………………………61
4.2.2方案二：活性碳設備及離子交換樹脂及化學混凝沉澱…………62
4.2.3方案三：活性碳設備及離子交換樹脂及電解回收設備及化學混凝沉澱…………………………………………………………64
4.3規劃案現金流量表之建立與可行性分析…………………67
4.3.1最佳狀態下（處理效率100%，分析期限為5年）規劃案之現金流量表與可行性分析……………………………………………67
4.3.2未達最佳狀態下（處理效率80%，分析期限為5年）規劃案之現金流量表與可行性分析………………………………………74
4.3.3未達最佳狀態下（處理效率80%，分析期限為10年）規劃案之現金流量表與可行性分析………………………………………79
4.3.4未達最佳狀態下（處理效率60%，分析期限為5年）規劃案之現金流量表與可行性分析………………………………………88
4.3.5未達最佳狀態下（處理效率60%，分析期限為10年）規劃案之現金流量表與可行性分析………………………………………93
4.3.6綜合討論…………………………………………………100
第五章 結論與建議…………………………………………………102
5.1 結論…………………………………………………………102
5.2 建議…………………………………………………………103
參考文獻………………………………………………………………105
圖目錄
圖2-1印刷電路板製造流程圖………………………………………5
圖2-2清洗水回收與銅金屬回收處理流程規劃圖（方案三）……10
圖2-3現金流量圖……………………………………………………25
圖2-4現金流量表建立之流程圖……………………………………42
圖3-1現階段的廢水處理方式流程圖（方案一）…………………44
圖3-2清洗水回收處理流程圖（方案二）…………………………45
圖4-1實廠用水質量平衡圖…………………………………………53
圖4-2三個方案之成本增加幅度圖…………………………………64
圖4-3處理效率100%，分析期限為5年，方案一之現金流量圖…68
圖4-4處理效率100%，分析期限為5年，方案二之現金流量圖……71
圖4-5處理效率100%，分析期限為5年，方案三之現金流量圖……73
圖4-6處理效率80%，分析期限為5年，方案二之現金流量…………76
圖4-7處理效率80%，分析期限為5年，方案三之現金流量圖……78
圖4-8處理效率100%，分析期限為10年，方案一之現金流量圖…81
圖4-9處理效率80%，分析期限為10年，方案二之現金流量圖……83
圖4-10處理效率80%，分析期限為10年，方案三之現金流量圖…87
圖4-11處理效率60%，分析期限為5年，方案二之現金流量圖…90
圖4-12處理效率60%，分析期限為5年，方案三之現金流量圖…92
圖4-13處理效率60%，分析期限為10年，方案二之現金流量圖…95
圖4-14處理效率60%，分析期限為10年，方案三之現金流量圖…99
表目錄
表2-1印刷電路板製程清洗水之來源………………………………9
表2-2對銅離子具有選擇性的離子交換樹脂………………………16
表2-3工程經濟分析程序步驟………………………………………19
表2-4現金流量要素分類表…………………………………………41
表3-1酸性清洗水水質要求與用途…………………………………44
表3-2規劃案之現金流量表範本……………………………………50
表4-1實廠用水量分析表……………………………………………53
表4-2純水製作成本分析表…………………………………………54
表4-3工業用水製作成本分析表……………………………………55
表4-4高濃度含銅離子廢液質量分析表……………………………57
表4-5低濃度含銅離子清洗廢水質量分析表………………………58
表4-6規劃案之處理容量、目標水質、回收用途及回收率………60
表4-7規劃案成本計算之參數對照表………………………………60
表4-8方案一之成本估計表…………………………………………61
表4-9增設離子交換設備的成本估計表……………………………62
表4-10方案二之成本估計表…………………………………………63
表4-11增設離子交換設備與電解回收設備之成本估計表…………65
表4-12方案三之成本估計表…………………………………………66
表4-13處理效率100%，分析期限為5年，方案一之現金流量表……68
表4-14處理效率100%，分析期限為5年，方案二之現金流量表……70
表4-15處理效率100%，分析期限為5年，方案三之現金流量表……72
表4-16處理效率80%，分析期限為5年，方案二之現金流量表………75
表4-17處理效率80%，分析期限為5年，方案三之現金流量表………77
表4-18處理效率100%，分析期限為10年，方案一之現金流量………80
表4-19處理效率80%，分析期限為10年，方案二之現金流量表……82
表4-20處理效率80%，分析期限為10年，方案三之現金流量表……85
表4-21處理效率60%，分析期限為5年，方案二之現金流量表……88
表4-22處理效率60%，分析期限為5年，方案三之現金流量表……91
表4-23處理效率60%，分析期限為10年，方案二之現金流量表……94
表4-24處理效率60%，分析期限為10年，方案三之現金流量表……97
表4-25最佳可行方案一覽表………………………………………100 |
| 參考文獻 |
1. 經濟部水利署，台灣地區水資源調配及開發策略，http://www.wra.gov.tw/ct.asp?xItem=11733&ctNode=2314&comefrom=lp。
2. 經濟部水利署，台灣地區水資源開發綱領計劃， http://hysearch.wra.gov.tw/wra_ext/WaterInfo/wrproj/program/chap3/3.htm。
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6. 經濟部工業局工業污染防治技術服務團，財團法人中國技術服務社工業污染防治中心編印，印刷電路板製造業水污染防治技術， 1993年3月。
7. 歐陽嶠暉、游繁結、吳瑞賢、曾迪華、廖述良、張添晉，永續水資源，空中大學用書，第183~186頁，2004。
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10. 趙洪賓、金錐、劉馨遠譯述，水處理工程理論與應用，科技圖書，第197頁、第209頁，1998。
11. 經濟部工業局，電路板回收設備選用手冊，第46~48頁，1995。
12. William G.Sullivan,James A.Bontadelli,Elin M.Wicks原著，李克聰編譯，工程經濟學，華泰文化事業股份有限公司，2002。
13. PARK原著，吳家宏、李文瑞、林亭兒、曾懷恩、蔣寬和、蔡澄雄編譯，現代工程經濟，普林斯頓國際有限公司，2004。 |
| 指導教授 |
秦靜如(Ching-Ju Chin)
|
審核日期 |
2005-7-21 |
| 推文 |
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