行政院國家科學委員會專題研究計畫 期中進度報告
結合臭氧及生物方法處理半導體廠有機廢水之可行性評估
計畫類別： 個別型計畫 計畫編號： NSC91-2622-E-002-010-CC3 執行期間： 91 年 06 月 01 日至 92 年 05 月 31 日 執行單位： 國立臺灣大學環境工程學研究所 計畫主持人： 曾四恭 計畫參與人員： 張朝謙 林治宇 盧中榮 報告類型： 完整報告 處理方式： 本計畫為提升產業技術及人才培育研究計畫，不提供公開查詢中
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民
國 92 年 8 月 20 日
國科會補助提升產業技術及人才培育研究計畫成果精簡報告
學門領域：環境工程 計畫名稱：結合化學與生物方法處理半導體廠有機廢水之可行性研究 計畫編號：NSC 91-2622-E-002-010-CC3 執行期間：91 年 6 月 1 日至 92 年 5 月 31 日 執行單位：國立台灣大學環境工程研究所 主持人：曾四恭 教授 參與學生： 姓名 年級（大學部、碩 士班、博士班） 已發表論文或已申 請之專利 工作內容 張朝謙 博士班 實驗設備與方法之 設計與執行 林治宇 碩士班 各項實驗之執行與 水質分析合作企業簡介
合作企業名稱：誠加科技股份有限公司 計畫聯絡人：盧中榮 資本額：600 萬 產品簡介：空氣污染防制工程、機械安裝、冷凍空調工程、污染防治設備製造、 工業助劑製造 網址：qbas@hc.ethome.net.tw 電話：03-5618717研究摘要：
本研究主要探討結合高級氧化及生物方法處理實廠半導體有機廢水之可行 性。首先分析廢水之特性，包含廢水之各項水質濃度、廢水之高級氧化特性及生 物分解性，水質分析結果顯示此廢水之 COD 值最高約為 26000 mg/L，重金屬含 量大部分在偵測極限以下，而氮與磷的含量不高，若以生物方法處理此廢水時， 則需外加氮源及磷源。單獨以高級氧化及生物方法對此廢水之降解效果並不佳， 經 2 小時之臭氧及臭氧/紫外線氧化反應其 COD 去除率只有 20%左右。以未馴養 之污泥進行生物降解，於 72 小時內 COD 去除率只達 10%；若改以馴養污泥， 則可提升至 37%左右。 在結合臭氧及生物方法之實驗結果中，發現將原廢水先經預臭氧處理後之生物降解，其 COD 降解效率由未馴養污泥的 10%提高至 16%，及馴養污泥的 37% 提升到 52%，由此可見臭氧反應可提升廢水之生物分解性。在連續流反應槽實驗 中 ， 發 現 經 由 預 臭 氧 水 馴 養 之 生 物 污 泥 ， 控 制 COD 負 荷 於 0.615 Kg COD/MLSS·day 下，COD 有 52.8%降解效率；收集生物反應槽出流水再經臭氧 氧化反應更可將生物無法分解有機物作更進一步氧化，其 COD 去除率達 40%以 上成效。故該廢水以預臭氧輔以生物處理，出流水再經一次臭氧氧化之處理流 程，其總 COD 去除可達 80%以上之效率，應為一種可行之處理流程。
人才培育成果說明：
本研究計畫共有一位博士班及一位碩士班學生參與，藉由參與本計畫的機 會，可以了解半導體產業的環境污染狀況，廢水處理流程及廢水種類及成分，對 於工廠實際廢水之處理狀況有所了解。另外於實驗室的實驗過程中，可以了解廢 水的特性及其處理之可行性，藉由反應槽的操作，也可得知反應槽的操作狀況及 操作條件，以做為工廠實際運轉之經驗。技術研發成果說明：
1. 半導體廠有機廢水之基本性質分析 廢水的 pH 值偏鹼性，COD 的濃度介於 25000 ~ 26000 mg/L 之間，而 BOD/COD 比值約為 0.2，顯示出此廢水之生物分解性並不佳，若單純以生物方法處理此 廢水，可能無法有效去除有機污染物。而廢水 COD：N：P 約為 100：3：0.44， 以好氧生物處理處理而言，有機氮及磷量稍微不足；若要進行生物處理，則 需再補充 N、P 來源。廢水之重金屬濃度均不高，僅 Zn、Sn 及 Hg 濃度較高， 分別為 2.701 mg/L、2.586 mg/L 及 2.621 mg/L，此濃度應不致於對微生物造 成嚴重的抑制。廢水中有機物之分子量分佈，主要以分子量小於 300 為主， 其他高分子化合物並不存在於此廢水中或是含量極少。 2. 半導體廠有機廢水之高級氧化分解性 半導體廠有機廢水之有機成分複雜，不易單獨以高級氧化或生物反應來分 解，在不同的高級氧化反應中，原廢水 COD 濃度為 2200 mg/L，廢水以 O3/UV （光強度為 138.6 W/m2）之處理方式效果最佳，其 COD 去除率在反應 2 小 時內可達 23%，而單獨臭氧處理及 O3/H2O2（3%）之 COD 去除率差異不大， 分別為 17%及 18%。 3. 半導體廠有機廢水之生物分解性 原廢水以未馴養污泥進行 72 小時之批次生物降解，COD 去除率只有 10%， 若改以馴養污泥，經 72 小時之 COD 去除率提高為 36～40%。 4. 臭氧反應促進廢水之生物分解性 廢水經過臭氧反應後，攝氧率明顯增加，而 BOD/COD 比值也較高，顯示廢水經過臭氧反應後，可增加生物分解性。另外以批次實驗進行 72 小時之生物 降解，廢水經過預臭氧反應 60 分鐘後，其生物分解之 COD 去除率從未馴養 污泥之 10％提升到 16％，而馴養污泥則提高 52.2％，顯然臭氧反應可以促進 廢水之生物分解性。 5. 後臭氧反應效率的提升 原廢水經過生物處理後，仍無法有效去除廢水之有機物，因此嘗試再以臭氧 反應處理，稱為後臭氧反應，廢水經過後臭氧反應後，COD 有很高的去除效 率。以原廢水為進流基質之生物反應槽出流水，於臭氧氧化 2 小時後之 COD 去除率達 37.0~58.0%。而以預臭氧氧化廢水為進流基質之生物反應槽出流 水，於臭氧氧化 2 小時後之 COD 去除率達 37.5~58.0%。 6. 不同處理程序之 COD 處理效能 在不同處理程序中，以原廢水直接進流生物反應槽，生物反應槽出流水再經 臭氧氧化之處理流程，當進流廢水 COD 濃度為 2000 mg/L，反應槽有機負荷 為 0.28～0.4COD Kg/MLSS·day，其放流水 COD 濃度可降低至 700 ~ 740 mg/L 左右。而以預臭氧氧化廢水進流生物反應槽，生物反應槽出流水再經臭氧氧 化之處理程序，進流 COD 濃度為 2000 mg/L，反應槽有機負荷為 0.34～ 0.4COD Kg/MLSS·day，其放流水 COD 可降至 370 ~ 410 mg/L。
7. 廢水之毒性分析 毒性測試結果可知，原廢水 TU 值為 10.24，與氯酚(31~35)相比為較低情形， 經由各不同處理單元後，水質毒性隨處理程序而逐漸降低，到生物反應槽出 流廢水已沒有毒性，其 TU 值小於 1，表示以此種程序處理原廢水，臭氧氧化 除了能進一步促進生物分解性之外，尚有去除水中色度及毒性等功能。
