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系統識別號 U0026-2608202015101800
論文名稱(中文) 運用萃智理論改善回收水系統-以電透析程序應用於某金屬表面處理公司為例
論文名稱(英文) Improve Water Recycle System by Applying TRIZ Theory-A Case of Application of Electrodialysis Process on the Metal Surface Treatment Company
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 工程管理碩士在職專班
系所名稱(英) Institute of Engineering Management (on the job class)
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生(中文) 楊翔斌
研究生(英文) Shiang-Bin Yang
電子信箱 n07061033@mail.ncku.edu.tw
學號 N07061033
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 69頁
口試委員 指導教授-邵揮洲
口試委員-陳澤生
口試委員-楊大和
口試委員-林財富
口試委員-洪郁修
中文關鍵字 萃智  電透析  回收率  結垢 
英文關鍵字 TRIZ  Electrodialysis  Recycle Rate  Scaling 
學科別分類
中文摘要 近年來由於工業升級且急速成長,用水及廢水排放量皆大幅增加,導致用水的短缺及納管至工業區廢水處理廠之水量增加,並增加處理廠之作業負擔,因此工業區透過提高汙水處理費及限制總排水量,以減少處理之負荷。對園區廠商而言,過去建置之廢水回收系統為了符合規範,需要針對既有設備及流程規劃改善,使整體水回收率能再提升,透過製程使用回收水,以減少工業用水量,亦降低納管至工業區的總排水量。
本研究以某金屬表面處理公司為案例,回收水系統採用電透析程序。由於排放水量受到工業區限制,需要對既有回收水系統提高水回收率,以減少廢水排放量,但同時濃縮側水中離子濃度會隨之提升。若電透析程序之入水含造成結垢之物質,將導致結垢物析出,使設備內的水管道容易受結垢物堵塞,衍生之問題包括產水量不穩、水量減少及入水壓力變大。由於電透析程序之結垢與回收率有關,因此需要解決之問題為提升回收率時所衍生出結垢現象,以解決產水量不足及排放水量超出工業區限制。
本研究係運用萃智理論中的矛盾矩陣,在改善系統之水回收率時,針對不利於系統穩定運轉之因素加以分析,找出可行之創新原則,並轉化成實際的改善方法,可分成兩類,第一類為減少或去除造成結垢之物質,第二類是結垢物生成時,可透過將其去除或抑制之方法,使管路不會阻塞。以上述方法改善個案公司回收水系統,將水回收率提升超過60%,減少濃縮過程中,析出固體對系統造成負面影響,評估分析產出效益再予以施做。藉比較改善前後產水流量及入水壓力,進而驗證結垢及產水量不足之問題能獲得解決,使回收水系統穩定運行,且排放水量及水質符合標準,以實際運轉參數計算改善後需要支出及節省的費用,並與改善前的運轉情況相比,最終達到節省成本之效果。
英文摘要 Due to the development of industry, use of water and discharge of wastewater increase drastically. It causes shortage of water and increase of wastewater discharged to the treatment plant. Therefore, the authority lowers the loading by enhancing treatment fee and restricting the amount of discharged wastewater. To meet the regulation, manufacturers need to improve the existing equipment and process to enhance the recycle rate. The recycled water would enter the process to lower the amount of water and discharged wastewater.
In the case study on a metal surface treatment company, electrodialysis process is used. Due to restriction on amount of discharged wastewater, recycle equipment needs to improve recycle rate to decrease discharge of water. However, some substances in input-water cause scaling, and the scaling results in clogged pipe, decrease of water flow, and high inlet pressure. Due to the relation between scaling and recycle rate, the problem is the scaling due to increase of recycle rate. Finally, the insufficiency of recycled water should be solved and amount of discharged wastewater should be control within restriction.
Contradiction matrix is applied to improve recycle rate. Harmful factors for operation of system are analyzed to seek for innovative principles, making them into solutions. Among the solutions, they are divided into two types. One is to remove substances causing scaling. The other type is to remove scaling matter or inhibit it from formation, enabling the pipe to keep flowing. The solutions are used to improve water recycle system for in the case, enhancing recycle rate to 60%. While the condensation, bad impacts are eliminated. Flow and pressure are compared to verify effect of solution. It enables water recycle system to operate smoothly, discharge water within limit. Practical operation data is used to calculate the operation cost. Comparing the cost with the one before improvement proves that operation cost lowers after improvement.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 VI
目錄 VII
表目錄 IX
圖目錄 X
中英文全名對照表 XII
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 2
1.4 研究步驟與流程 3
第2章 個案問題定義與技術簡介 5
2.1 個案公司問題定義 5
2.2 金屬表面處理業簡介 8
2.2.1 表面處理製程簡介 9
2.2.2 廢水特性及處理技術簡介 9
2.3 水回收技術概述 12
2.3.1 逆滲透技術概述 12
2.3.2 電透析技術概論 13
2.4 水回收工程發展障礙 20
第3章 研究方法 26
3.1 研究設計 26
3.2 萃智理論 28
3.2.1 基本架構 28
3.2.2 39個工程參數及40項發明原則 29
3.2.3 矛盾矩陣 29
3.3 效益評估方法介紹 30
第4章 利用萃智理論解決問題 32
4.1 提升水回收率對系統之影響 32
4.2 應用萃智理論改善問題 34
4.2.1 矛盾矩陣之建立 34
4.2.2 依照創新發明原則尋找解決方案 34
4.3 個案公司改善方案說明 40
4.3.1 評估流程說明 41
4.3.2 改善方案說明及比較 42
4.3.3 預估改善後之效益分析 46
4.4 改善成果說明 47
4.4.1 成果說明 48
4.4.2 效益分析 50
第5章 結論與建議 55
5.1 結論 55
5.2 建議 56
參考文獻 57
附錄一 39個工程參數[40] 62
附錄二 40項創新發明原則[40] 65
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論文全文使用權限
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