物理化學清洗試驗

許多研究者以resistance-in–series model 研究薄膜過濾行為，他們將 sludge sample分離成suspended solids, colloids and solutes，個別探討薄 膜 之cake resistance 與 fouling resistance （ Defrance, et al., 2000;

Bouhabila, et al., 2001; Lee, et al., 2003），這些研究方法忽略其間之交 互作用（interaction），本文嘗試用反洗之方法來探討薄膜過濾行為。

圖 5-5為external membrane system之薄膜進行物理化學清洗期間，

TMP與Flux之變化情形，物理清洗之清洗氣體量為sparging氣體量之2 倍，由圖 5-5顯示經過6小時物理清洗，其TMP與Flux並無變化，表 示 利 用1 m/sec 之 sparging 氣 體 量 ， 薄 膜 表 面 無 餅 層 阻 力 （ cake resistance）沈積，清洗過程在6～16小時期間，以2,000 mg/L之EDTA 清洗，由

圖 5-5顯示EDTA清洗6小時，薄膜之TMP急速下降，flux則可快速恢 復，EDTA清洗後期之4小時，TMP與Flux並無變化，表示薄膜表面之 無機結垢物已被EDTA對金屬之螯合反應所清洗乾淨，清洗過程第16 小時開始，改以2,000 mg/L as NaOCl清洗，以NaOCl清洗之前6小時，

薄膜之TMP緩慢下降，Flux則可緩慢回升，經過完整清洗過程後，最 後薄膜之通量恢復為13.2 L/m²-hr，以初始通量14 L/m²-hr 計算，清洗

過程通量之回復量為94%。利用EDTA配合NaOCl之化學清洗，可有 效清除薄膜表面之無機結垢與有機積垢現象。

由圖 5-5物理化學清洗過程Flux之變化情形，可計算出薄膜無機結垢 與有機積垢對通量削減之貢獻度，整理其結果如表 5-1所示，在 internal membrane system中由無機物結垢所導致之通量削減率達 77.8%，有機積垢所造成之通量削減率佔14.1%，所有通量損失中，

有8.1%屬不可逆阻塞，化學清洗也無法回復。由於external membrane system之通量損失未達70%，故未進行化學清洗，由圖 5-3得知其薄 膜表面並無結垢現象，故將其通量損失均視為有機積垢所造成，由圖 5-2(b)顯示，經過150小時操作，其通量由13.8 L/m²-hr下降至12.6 L/m²-hr，通量之減損率為8.7%。

從以上試驗結果證實，薄膜之配置方式顯著影響其防止結垢之功能，

以防止薄膜結垢之功能而言，external membrane system優於internal membrane system ， 將 生 物 反 應 區 與 薄 膜 過 濾 區 分 開 之 external membrane system，可有效控制薄膜表面之結垢作用；利用EDTA配合 NaOCl之化學清洗，可有效清除薄膜表面之無機結垢與有機積垢現 象。

0

Operation time (hrs) P er m eat e f lux ( L /m

-h r)

0

圖 5-5 Internal membrane system 之薄膜物理化學清洗期間 TMP 與 Flux 之變化情形（air flushing: 2 m/sec, EDTA cleaning: 2,000 mg/L,

NaOCl cleaning: 2,000 mg/L as NaOCl）

表 5-1 不同 MBR 系統各種因子造成之通量削減率

(%) Total Cake deposition Organic fouling Inorganic scaling

Internal membrane system ^★ 100 (14 to 4.1) negligible 14.1 (13.2-11.8) 77.8 (11.8-4.1)

External membrane system ^★ 100 (13.8 to 12.6) negligible 100 (13.8-12.6) negligible

★:8% irreversible fouling , ( ) membrane flux, L/m²-hr

6 第六章 光電製程廢水厭氧薄膜生物處理可行性研究

在2006年我國有可能成為全球大尺寸薄膜電晶體顯示器（TFT-LCD）

之第一大供應國，伴隨著TFT-LCD量能之提高，其周邊產業例如偏光 版（Polarizer）亦將蓬勃發展。偏光版作用在於能將自然光轉換成直 線偏光的元件，其機能是將入射光直交而將偏光的成分加以分離，其 中一部份是使其通過，另一部份則是吸收、反射和散射等作用使其遮 蔽；偏光版主要結構包含PET離形模、PSA感壓性黏著劑、TAC三醋 酸纖維素、PVA聚乙烯醇、WV（Wide View）Film、EVA熱融膠與 PET離型模等。本文即以國內著名偏光版供應商之製程廢水進行批次 厭氧分解試驗與連續長期穩定性試驗，偏光版製程廢水之特性如表 3-1所示，高濃度水膠廢水COD介於10,000～31,000 mg/L之間，染料 廢水COD介於2,000～4,000 mg/L之間：此兩股廢水之鈣濃度分別介於 30～45 mg/L與30～50 mg/L之間，由圖 5-1顯示薄膜出流水之鈣濃度 高於50 mg/L，判斷偏光版製程廢水應用MCMFB處理，並無無機結垢 之顧慮，因此本實驗之組裝單元，將兼氧槽與薄膜槽結合在一起如圖 3-6所示；厭氧槽植入某食品廠UASB之顆粒化污泥，將此UASB顆粒 化污泥以果汁機打碎後，當成兼氧槽之植種污泥，迴流污泥量控制與 進水量相同，兼氧槽反應後之pH均維持在8.0～8.5之間。