CTCI打造台積電南科再生水廠
—全球首座工業廢水回用至半導體製程的再生水廠

— 工程事業群 中鼎 專案工程師 李岱洺

位於南部科學園區的「台積電南科再生水廠」，為台積公司為實踐綠色製造，管理水資源風險，委託CTCI中鼎集團進行投資、設計、建造及20年的操作營運（Design, Build, Own and Operation, DBOO）的再生水廠。本案為全球業界第一座成功再生工業廢水回用至半導體製程的再生水廠，為全球水資源的循環使用立下重大里程碑，並有效緩解大台南地區的供水壓力，為中鼎打造「綠色工程」指標專案之一。

台積電南科再生水廠

中鼎為「台灣第一，全球百大」的統包工程承攬商，於國內外完成無數重大工程建設，屢獲知名業主指定為最值得信賴的合作夥伴。在水資源領域，更擁有40餘年的豐富經驗及實績。

相較其他競爭對手，中鼎有能力以工程實務經驗，實現可行性研究的實廠化。本案建廠前，中鼎即以實廠進行放流水測試，透過不斷的試驗和滾動式的優化操作，完成前導試驗（pilot test），佐證規劃設計的可行性，確保工程的成功執行，以優異成果獲得本案。

值得信賴的團隊

首例DBOO商業模式 創造經濟環境雙贏

中鼎深耕水資源領域近40年，持續為各產業提供水、廢水處理及廢水再生利用等統包工程服務。
本案為民間企業首次採用DBOO商業模式，可降低企業的資本支出和運營風險，對產業產生深遠影響。本案的成功執行，不僅促進環境永續發展，且企業只需支付再生水的使用費，無需自行建設和運營再生水廠，可說是兼顧了經濟發展與環境保護。

早期，中鼎承攬的水資源工程，多為企業處理特定污染物之設施或基礎公共建設，包含煉油和石化廢水處理、工業廢水處理、市政民生污水處理等。如：20多年前完成的全球首座石化廢水回收工程「中美和石化廠廢水處理回收工程」，首創以UF+RO雙膜法產製再生水獲國際期刊報導（歡迎點擊連結閱讀）；以及導入先進高效氧化技術，應用在技術門檻甚高的「亞東石化觀音對苯二甲酸廠的廢水處理統包案」，以客製化服務協助業主處理高濃度廢水，友善環境。

近年，因應全球水資源循環商機，中鼎以多元水資源開發為主要的創新發展方向，並攜手政府及民間單位，共同開發符合自來水供水標準的民生污水再生流程及工業廢水回收技術，如：高雄鳳山及臨海兩座水資源中心，以及中油林園及大林煉油廠兩座廢水回收廠等。在本案中，中鼎應用自主開發之「iEPC智能化統包工程」及「iManagement智能化管理」平台，執行成效優異，達成供水及品質穩定，克服自然水源條件等諸多限制，堪稱水資源回收再利用、開拓新興水源的典範案例。

專案亮點

開創多元水資源解方 滿足半導體製程需求

本案為全球首座工業廢水回用於半導體製程的再生水廠，開創了全球綠色技術創新的里程碑。本廠收受處理的原水是成份複雜的工業廢水，存在諸多難以處理的小分子，較民生污水處理困難，而因所產出的再生水，用途是要回用到對水質潔淨度極高、近乎超純水高要求的半導體製程，對品質要求極高，以確保半導體精密製程的穩定性及良率，其處理流程極具挑戰，如下圖所示。

南科再生水廠再生水處理程序

本廠目前每日產水2萬噸，配合多元水資源政策，經政府媒合後，更導入南部區域民生再生水做為補充水源，在中鼎團隊把關水質監控下，全期供水量預計可達每日6.7萬噸。2026年，本廠將擴建至3萬噸，加上新增媒合的區域水源，總計可達全期供水每日11萬噸，持續提高水資源自主性。優異的水質及成效，除成功開發新興水源，成為全國各工業區、科學園區設置再生水廠的示範案例，更解除科技產業對再生水使用的疑慮，非常具有指標性。

節省台積公司南科廠區30%自來水用量

本廠設置目標，為回收並淨化工業廢水後，使用於半導體製程，達成減少工業廢水排放、穩定產業供水鏈、增加水資源供給源頭等效益。本廠自2022年9月啟用，於2023年1月正式將再生水導入半導體晶圓製程，在2023年全年度中，提供台積公司南科廠區總量1,261萬噸的再生水，相當於一座白河水庫蓄水量，等同約63萬車次的水車運補（20噸/趟），在旱季擔任相當關鍵的角色，同時節省了運補所耗的能源及環境衝擊，成為台積公司對抗極端氣候的利器，為產業成長及經濟發展奠定穩健基礎。

2023年台積南科廠區再生水累計使用量（M301即2023年1月）

落實全員ESG 成為南部環境教育設施場所首選

中鼎自許為「地球永續的把關者」，多年來致力於善盡企業社會責任。自本廠啟用後，為落實永續、推廣環境教育與綠色工程理念，並深化高科技與在地的連結，特設置環境教育設施，並於2023年12月取得環境部環教場所認證，期能推廣次世代工業科技發展與地球永續共生的重要性。

截至目前，本廠環教園區已接待超過90場次、2,700人次，參訪單位包含國內外相關政府機關、學校及學協會、國際組織等，廣獲產官學研各界好評。

環教園區接待場次及人數統計

創新工程技術

導入創新水處理技術 首創AIoT智慧控制開發精準加藥系統

本廠採用由工研院研發的「高級生物處理程序（BioNET）」和「化學處理程序（FBC）」等前瞻創新技術，本項技術在當時並未有廣泛的實廠應用，然而這套低污染負荷的高級生物處理程序，不僅使處理後的水質優於傳統生物處理方式，更能大幅降低能源耗損、減少污泥的產生。既可克服原水條件和產水要求的挑戰，又能以環境友善的綠色技術節能減碳，達成減少二次污染等環境保護多重效益，實現中鼎以「綠色工程」專業為地球永續把關的承諾。

南科再生水廠應用之化學處理程序（FBC，左圖）和生物處理程序（BioNET，右圖）

南科再生水廠開發AI模型概念

本案處理來源水質複雜，並受到園區內工廠製程或運行情況而變化，不似生活污水水質單純、穩定，為符合半導體製程需求，對產品水質的標準相當嚴格，在在考驗本廠的緩衝及操作應變能力。而中鼎團隊善用智慧科技，基於近兩年操作營運的經驗，撰寫操作邏輯，以大數據分析模型搭配情境分析及經驗歸納，找到典範操作，以最適之操作程序標準化作業，成功開發出AI模型。

此款AI模型，可依據數位化產出的資訊，將部分處理單元的進流水質、流量及循環流量作為前饋控制，以出流水質作為回饋控制，建立遞迴神經網路（Recurrent neural network, RNN），目前持續完善此AI模型中，未來模型部署至現場，將能取代人為經驗操作，並自動反應調整，預期能減少10~15%的藥劑量，避免浪費；另一方面，也能減少操作人員負擔、縮短因應時間，甚至能主動發掘潛在異常，提前進行環境檢視、降低異常狀況的發生。

經營團隊的話

本再生水廠有數項創舉，持續影響水務市場的後續發展，卓越的水資源貢獻及對環境教育的投入，更獲環境部頒發首屆「淨水永續獎」。本廠擴建已進入研議階段，以提升既有廠量能。中鼎將以水資源領域累積的經驗，持續探索再生水的應用，加速新興水源產業及技術的發展，期望促使各產業積極支持導入再生水，實現永續未來。

-中鼎集團工程事業群 水資源工程部 劉志純 資深經理