第一章 前言
1.1 研究緣起
國內高科技產業園區成長快速，產品行銷全球，歷經多年的發展，成 功地將台灣推向首屈一指的資訊及半導體產業大國。然而高科技產業廢水 常含多種不同化學物質，包括有機溶劑、氟系廢水、酸鹼廢水及重金屬等，
且其氮、磷含量較一般都市污水高而生化需氧量 (Biochemical oxygen demand, BOD5) 較低，屬低碳氮比廢水。一般廢水處理方式大都以傳統生 物程序為主，主要為去除溶解性有機物，但對於廢水中氮、磷之去除能力 並不顯著，故其放流水對於承受水體仍有優養化之問題，且氨氮對於水體 溶氧將造成嚴重消耗，對於水體環境將造成影響。目前法規針對高科技產 業園區其放流水標準分別為SS、BOD5及COD 低於 30、30 及 100 mg/L，
未來將提高其標準為10、10 及 100 mg/L，氨氮亦將有所管制，以使高科 技產業對於水體環境之衝擊降至最低。
薄膜生物反應槽 (Membrane bioreactor, MBR) 係將傳統活性污泥程 序與薄膜單元結合，省卻終沉池之建置，不僅節省用地空間且操作彈性大，
亦作為去除細菌、難降解有機物及氮、磷等營養物質之高級處理單元，使 其具有生物分解及薄膜分離之雙重功用，進而有效提升生物處理效能及出 流水水質。全球先進國家亦已證明此一技術為經濟可行且同時兼具高污染 去除效率及水回收再利用之新技術，已廣泛應用於處理各種污廢水。
然而薄膜積垢 (Membrane fouling) 為 MBR 操作上最大的限制，其將 使薄膜滲透液量下降或透膜壓力 (Trans-membrane pressure, TMP) 上 升，故薄膜必須更頻繁清洗與替換，造成操作與維護費用增加。
薄膜積垢乃由薄膜與污泥性質之複雜交互作用造成，其因素可分為薄 膜性質、污泥性質及操作條件三部分。薄膜性質包括材質、孔徑大小及模
組型式等，污泥性質包括膠羽粒徑大小及混合液懸浮固體物 (Mixed liquid suspended solids, MLSS) 濃度等，操作條件包括曝氣速率、污泥停留時間 及薄膜通量等 (Chang et al., 2002)。
通量大小是最直接影響薄膜積垢速率的因素之一，不同的通量會造成 不同的積垢物沉降在薄膜表面上。當通量大時，顆粒及膠體物質等沉積物 會快速堆積在薄膜表面且其吸引力會壓縮薄膜表面的積垢物，使其更為壓 密，並造成不可逆積垢快速發生。故MBR 成功與否，薄膜通量與其廢水特 性之影響為一重要關鍵。
本研究即針對薄膜生物反應系統應用於低碳氮比廢水進行模型廠試 驗，並探討薄膜通量對於模型廠薄膜生物反應系統處理低碳氮比廢水之影
響。
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1.2 研究目的
為了確認模型廠薄膜生物反應系統處理低碳氮比廢水之可行性，並探 討薄膜通量對於其影響，本研究主要目的有以下兩點：
1. 建立模型廠薄膜生物反應系統，以進行低碳氮比廢水處理之分析與 研究，驗證放流水水質，
2. 探討薄膜通量對於模型廠薄膜生物反應系統之影響。