第二章 文獻回顧
2.1 CMP 廢水特性與現行處理方法
2.1.2 現行 CMP 廢水處理方法
本研究所用之薄膜程序處理法將於稍後之章節進行討論，除此之外目前常見 之 oxide-CMP 廢 水 處 理 技 術 約 可 分 成 四 類 ： (1) 化 學 加 藥 混 凝 法 (chemical coagulation)、(2)溶氣加壓浮除法(dissolved air flotation)、(3)電混凝法/電聚浮除法 (electro-coagulation)、(4)磁化法(magnetization)。概略原理及文獻整理分別敘述如
分散劑 EDTA, polyacrylic acid, alkyl sulfates (RHSO4) 防蝕劑 Benzotriazole, alkyl amines (RHNH2)
金屬複合劑 EDTA, ethanolamine
有機酸 oxalic acid, citric acid, acetic acid, peroxy acetic
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(3) 電混凝法/電聚浮除法：
(林，2003；Den and Huang, 2005)，Chou(2009)的研究結果有針對最佳操作電流強度及時間進
行探討，故進行電混凝法時這些參數都必須納入考量。
(4) 磁化法：
磁化法分成外加磁場磁化前處理及投入磁種絮凝兩種，前者研究使用電磁場 將廢水磁化作為混凝前處理，經研究結果顯示磁化後水樣之物化性質有些許的變 動，不僅可以加強混凝的效果，混凝後之膠羽沉降性較未磁化更佳(林，2005；李，2006)。 後來則有投入含奈米磁性顆粒之磁性流體作為磁種(magnetic seed)處理廢水之研 究，在偏酸的環境下帶正電之磁種顆粒(Fe3O4)會與帶負電之膠體粒子結合，並隨 著碰撞而互相吸引而聚集形成大的膠羽，其中核心之磁種比重較大(約 5 g/cm3)，
能增加膠羽重量並加速膠羽沉澱，而通常可外加磁場增加處理效率(林，2011)。其優 點為製備容易成本低廉，對水中金屬離子亦有不錯之吸附效果，可去除多種類之 污染物，且具有操作簡單、佔用空間小及低耗能之特點(王，2005)。目前研究較常以
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磁性流體作為絮凝劑，可減少混凝劑的用量並提升去除效果，也有以磁種絮凝外 加超音波震盪的方式處理晶背廢水，無論哪種其污泥產量皆少於傳統化學混凝法，
且具有透過回收程序回收磁種再利用之潛力(王，2005；Chin et al., 2006；林，2011)。
上述 CMP 廢水處理方法中除化學混凝法應用經驗已成熟外，其餘方法皆為 近年才開始研究用於 CMP 廢水之處理，因此我國科學園區半導體廠較早建廠者 目前仍以化學混凝處理為大宗，現行 CMP 廢水各項處理技術相關文獻整理如表 2-2。
表 2-2 現行 CMP 廢水處理研究相關文獻
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(續) 表 2-2 現行 CMP 廢水處理研究相關文獻 Huang, 2005
以電混凝法處理含矽顆粒 CMP 廢水，
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方法名
稱 作者 方法概述 成果摘要
磁化法 林，2011
添加磁種及 PAC 混凝晶背研磨廢水 中，對污泥作超音波震盪，在外加磁場 存 在 的 情 況 下 研 究 磁 種 回 收 之 可 行 性，探討各項操作因子之貢獻度
磁種混凝試驗中以 pH 的 44%貢獻量最大，其次是 PAC 添 加量 24%及磁場強度 15%；磁種回收則是 PAC 添加量 55%
最多，最佳條件下濁度去除率超過 95%，而在 1.24 g/L 的 磁種加藥量幾乎可無限次回收，但污泥產量較高
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薄膜依照孔徑大小主要分微過濾(microfiltration, MF)、超過濾(ultra-filtration, UF)、奈過濾(nano-filtration, NF)、逆滲透(reverse osmosis, RO)，又可依孔徑大小 區分為多孔性薄膜(porous membrane)及非多孔性薄(non-porous membrane)。多孔 性薄膜過濾機制靠表面過濾，利用水中物質大於孔徑而去除，此種薄膜形式含 MF 薄膜及 UF 薄膜，其中 UF 以分子量篩選(molecular weight cut-off, MWCO)區 分其孔徑，單位為道爾吞(Dalton, Da)，一般 UF 膜約介於 10,000-300,000 Da。非 多孔性薄膜則是利用過濾物與薄膜之物化作用來達成分離目的，如疏水性交互作 應器(membrane bioreactor, MBR)等應用方式。然而薄膜技術之困難點在於薄膜積 垢(membrane fouling)，其成因複雜且會造成通量衰減、薄膜壽命下降等問題，是