奈米微氣泡浮除技術與傳統混凝沈澱方法的比較

為了比較出奈米微氣泡浮除技術與傳統混凝沈澱方法的差異，在這一節嘗試 做兩組實驗比較兩者的優劣 (93.3.10 水樣)。在浮除試驗中，添加 200 mg/L 硫 酸鋁，10 mg/L CTAB，經過快混 5 min，慢混 5min 及在操作壓力 9 kg/cm² 情 況下浮除 1 min，再進行採樣分析。在混凝試驗中，添加 200 mg/L 硫酸鋁，經 過快混 5min，慢混 5min，再進行採樣分析。圖 4-40 為針對兩種方法，以濁度 及SS 兩種水質參數來做效率上的比較。

(1) 效益分析

從圖上可以很明顯地發現到，本研究使用的浮除技術在第 40 分鐘就已經有 好的效果 (Turbidity= 7 NTU，SS= 0 mg/L)，第 100 分鐘 Turbidity 為 3.4 NTU。

混凝方法則要在第 60 分鐘才會有好的效果 (Turbidity = 6.7 NTU，SS = 0 mg/L)，第 100 分鐘 Turbidity 為 5.5 NTU。由圖中兩種方法的斜率變化來做效益 分析，浮除技術與傳統的混凝沈澱方法各可分成兩個反應階段。浮除技術同時具 有微氣泡的混合及浮除作用加上膠羽的成核及沈澱作用兩個階段，約耗時 30 分 鐘;傳統的混凝沈澱方法亦有膠羽成核與沈澱兩階段，約耗時 50 分鐘。在分離時 間上前者快了20 分鐘，分離效益快了 40 %。由此可知，奈米微氣泡浮除技術在 分離CMP 廢水中微粒的效率上而言，是比較佔優勢。

0 20 40 60 80 100 0

500 1000 1500 2000 2500

Time (min)

SS (mg/L)

0 100 200 300 400 500 SS(coagulation)

turbidity(coagulation) SS(flotation)

turbidity(flotation)

Turbidity (NTU)

圖 4-40. 浮除與混凝方式效率比較

(2) TS 含量比較

除了比較出浮除或是混凝沈澱程序於反應時間的差異外，本研究進一步去探 討，經過浮除或是混凝沈澱程序前後，CMP 原水內部質量的轉移情形。在接下 來的實驗中，我們比較經過浮除之後以及沈澱之後，各層的 TS 含量。混凝沈澱 程序經由沈澱之後，將會有澄清層及污泥層兩層。浮除程序經過穩定之後，則會 有浮渣層、澄清層及污泥層三層。圖4-41 代表以傳統的混凝沈澱方法處理 CMP 廢水，各分層 TS 所佔百分比例的立體圓形圖。回收效率，即 CMP 原水浮除後 各分層總固體物質量總和，與浮除前總固體物質量的比值，在此處為 85 %。捕 集效率為澄清層總固體物質量與污泥層總固體物質量的比值，在此處為 82 %。

處理後的水質指標為pH = 4.6，導電度 485 µs /cm，TOC 含量 3 mg/L。從圖中 可以發現到幾乎大部分的固體物都被收集於污泥層，達91 %，但仍有 9 %的固 體物無法藉由活化劑的作用去除。據研判，這些未能去除的固體物應為小部分剩 餘的奈米微粒及水中的TOC。

9%

91%

澄 清 層

底 層 （ 污 泥 層 ）

圖4-42 代表以奈米微氣泡浮除技術處理 CMP 廢水後，各分層 TS 所佔百分 比例的立體圓形圖。其中回收效率為66 %，捕集效率為 85 %。處理後的水質指 標為pH = 4.9，的導電度為 482 µs /cm，TOC 含量 7.3 mg/L。從圖中可以發現 到幾乎大部分的固體物都被收集於浮渣層及污泥層，分別為23 %及 66 %。但仍 有 11 %的固體物無法藉由活化劑及捕集劑的作用而去除。據研判，這些未能去 除的固體物應為小部分剩餘的奈米微粒及水中原來的TOC。由於最後的 TOC 含 量達7.3 mg/L，判斷為殘留的捕集劑所造成的，這部分也會造成澄清層的總固體 含量比例較高的原因。

23%

11%

66%

浮 渣 層 澄 清 層

底 層 （ 污 泥 層 ）

(3) 與原廠處理方式作比較