空氣污染(NMHC)減量之空污設備(洗滌塔)用水水質改善

1.前言

揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, VOCs)為有機碳化合物的總稱(包含NMHC非甲烷總碳氫化合物的揮發性有機物)，是一種有害的空氣污染物(Hazardous Air Pollutant, HAP)，一般係指在20℃、760mmHg之標準狀態下，蒸氣壓大於0.1mmHg以上之有機化合物，其對人體的皮膚及眼睛會產生不良的刺激，更會使人體的神經、呼吸、消化、及血液循環系統中毒，是造成人體器官致癌及產生腫瘤的可能因素之一。^[1]

廠區F12P3以源頭分流改善及提升污染物防制設備處理效能的兩個主軸方式，致力於各項空氣污染減量(污染物為硝酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、鹽酸、氯氣、氨氮、VOCs(以NMHC為代表，NMHC又稱非甲烷總烴。以《大氣污染物綜合排放標準詳解》中定義，除甲烷以外所有的總稱，主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分)，以達到源頭減量、降低排放濃度目的。然而在本廠區排放污染總量上，污染物NMHC佔比為最大的排放量(4.28ton/year)如圖1所示，以排放總量最高的污染物NMHC進行改善目標。因此針對污染物(NMHC)進行盤查，發現F12P3 LWSC(Local Wet Scrubber)氣體出口NMHC濃度遠高於LWSC入口濃度如圖2所示。

由LWSC出入口分析得知，入口NMHC濃度遠低於出口濃度，其差異為來源水的差別，進一步進行來源水水質分析，發現LWSC使用的水源含有機質，由水污轉成空污。且因為受限於空間問題，在處理機台尾氣的方式，廠區選擇使用洗滌淨化效率高、操作維護容易、使用水源可循環再利用、減少廢水排放與填充塔設計設備功能彈性等多項優點的濕式洗滌塔(Local wet scrubber)做為處理設備，其洗滌塔處理方法是藉由物理與化學吸收作用將廢氣中的污染物吸收於洗滌中，達成去污染物質的目的；其洗滌塔的構造如下圖3所示，塔中通常充填比表面積大的填充物(拉西環)，目的是使氣體與液體有充分接觸的機會^[2]。其原理源自傳統提取植物精油的水蒸汽蒸餾裝置靜態操作改為動態建立起傳質過程的雙膜模型。依據雙膜模型建立，對填料反應塔的塔高計算公式進行了推導，並推導出填料反應塔傳遞特性的相關方程。其操作方法為氣體由塔底進入，液體自塔頂由噴霧器噴淋而下，在流經填料途中，與逆流而上的氣體接觸，並吸收氣象中的溶質，遂成溶液自塔底流出。另外無法被液體吸收的污染物(有機物)質傳至氣體側^[2][3]。

由上述盤查與水質分析得知，造成酸性排氣煙囪出口NMHC濃度偏高的原因，是將水污染轉成空氣污染，影響煙囪出口排出氣體的品質。其LWSC來源水含有機質的主要原因，是因為水系統製程回收率的需求，所以需要將含有機的回收水導入LSS(Local Scrubber Supply) Tank使用。在考慮廠區水系統的回收率(需達>85%，符合水污染防治措施及用水計畫書的規範)的情況下，廠區無法將這股含有機的回收水直接進行排放，不導入回收；故將含有機的回收水進行處理，降低水中的有機質是有其的必要性，當時廠區(F12P3)若需建置一套完整的新系統所需占地空間大(52.5平方公尺)，廠區有空間的限制不足的問題，且廠商提供新系統的建置費用高(NT$ 9.0M)；當時為提升廠區LWSC水源的品質，避免水中揮發性有機物，跑至氣側造成污染物(NMHC)偏高。建置處理系統是勢在必行的。經過課內同仁腦力激盪與討論，不斷詢問各廠區是否有閒置設備可供使用，經過大家一番努力後，活化本廠區與他廠的設備，建置一套處理系統僅需要37.5平方公尺(減少了15平方公尺占地面積)，其建置費用亦僅花費NT$4.4M，替公司省下NT$ 4.6M的費用，如表1所示。

2.文獻探討

2.1 NMHC相關處理技術

非甲烷總烴(NMHC)又稱非甲烷烴。根據《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)以及《大氣污染物排放標準詳解》，非甲烷總烴指除甲烷以外所有碳氫化合物的總稱，主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分，實際上是指具有C2-C12的烴類物質^[4]。 其處理技術可區分為氧化法與吸附法，其中氧化法包括焚化法、濕式洗滌法、乾式氣體氧化法及生物濾床法；活性炭吸附法。其各處理技術方法對應流量與濃度的相關資料，如圖4所示。另外一般處理模式可以分為單一技術或二種以上技術組合(串聯)以完成NMHC廢氣處理工作^[5]。

2.1.1 焚化法

焚化控制技術可分為直接焚化法與觸媒焚化法，其乃將臭味物質轉化成氧化物，最典型之例子即為碳氫化合物轉化成二氧化碳及水。焚化爐設計時需能供給氧氣並滿足燃燒溫度、停留時間及廢氣擾流等三個燃燒條件，每個條件皆可視需要情況加以修正，並準確控制，以使廢氣獲得完全燃燒，達到預期之處理效果。➀直接焚化法在直接焚化法中，臭氣於650~820℃下停留0.3~0.6秒，並與氧氣充份混合，臭味物質即可被氧化，其氧化效率可達95~99％。若於有致臭性粒狀物質存在之情況下，燃燒溫度有需要提升至約1,150℃，且停留時間亦需延長至2秒左右，方能將可燃性粒狀物質燃燒氧化。直接焚化法脫臭裝置之特色係對於含任何濃度臭味物質之廢氣，可藉由特定燃燒溫度而獲得高脫臭效率。來自污染源廢氣進入裝設於焚化爐附近之熱交換器，藉由處理後排氣之餘熱進行熱回收，以預熱待處理廢氣，經預熱後之廢氣再進入焚化爐內進行氧化脫臭；➁觸媒焚化法: 觸媒是一種能引發或加速化學反應而本身不受影響之材料，因具有特殊之化學性質而能降低燃燒溫度，使製程排放廢氣中所含有機物質或碳氫化合物等具臭味物質，能於較低之燃燒溫度下即可氧化而轉換成二氧化碳及水等無害物質。當氣體濃度即使位於「低燃燒下限(LEL)」以下之範圍內，亦能藉由觸媒促使完全燃燒反應之進行。由於觸媒焚化法所需之燃燒溫度較低，故輔助燃料之添加可大大地減少。直接焚化法與觸媒焚化法之燃燒條件差異如表2所示，最大差異在於燃燒溫度及火焰之狀態。

2.1.2 濕式洗滌法

濕式洗滌法亦稱為吸收法，係利用洗滌液吸收臭味物質，並由其中之化學藥劑進行反應或化學氧化作用，而去除空氣中臭味物質之程序。所謂氣體吸收係藉由氣相與液相之接觸，使氣相中之臭味物質因溶解而轉移到液相，以達到分離目的之一種操作，例如氨氣與空氣之混合物通過水中時，氣相中之氨氣溶於水中形成氨水溶液，而空氣則自水面逸出。在濕式洗滌法中最常用之洗滌液為清水，部分臭味物質(如氨氣及硫化氫)因易溶水中而可被洗滌水輕易去除，其他有機性臭味物質則因水溶性不佳，必須增加額外之洗滌處理或考慮採用別種處理方法。針對高濃度臭味氣體或處理風量很大時，一般較常使用濕式洗滌塔設備，而為了確保臭味物質可被適當吸收，洗滌塔之設計必須能使廢氣與吸收液獲得良好之接觸。濕式洗滌塔具有數種不同之型式，其中以填充式洗滌塔最為常見，有關洗滌塔對於處理效率、初設成本、化學藥劑費用、動力需求、接觸時間、設備空間需求及待處理廢氣特性等條件，各系統均有其優點與限制，但影響濕式洗滌系統處理效率之主要關鍵因素，則為臭味物質在洗滌液中之溶解度，而溶解度必須經由測試得知，且常受pH值之影響。

2.1.3 乾式氣體氧化法

化學氧化法在乾式及濕式廢氣處理均可加以應用，其接觸形態可為氣對氣、氣對液或氣對固之一種以上，而氯氣及臭氧則可用在氣對氣之接觸氧化系統充當氧化劑。由於氯氣及臭氧兩者均為毒性氣體及污染物，所以使用時必須善加安裝與控制，以防止未反應之氯氣及臭氧外洩。➀氯氣:在氣相以氯氣氧化硫化氫之化學反應式如下：

Cl₂＋H₂S → S＋2HCl

為了有效控制硫化氫之惡臭氣體，採用過量加氯是必要條件，一般氧化作用至反應終結所需之接觸時間介於0.5~3.0秒間。在經乾式氣體之化學氧化後，常繼而串聯濕式鹼性洗滌塔以去除前段反應所剩下之氯氣，另外，洗滌塔亦可同時去除未被氨氣氧化之臭味物質；➁臭氧:臭氧系統之初設成本高，但操作費用通常較低，惟用以處理大量且不穩定之臭味氣體時，由於臭氧之產生費用高與化學活性等因素而不具經濟效益。臭氧化作用主要用作管末廢氣處理之一種淨化技術，典型之去除反應式如下所示：

• 硫化氫的化學反應式:
  H₂S + O₃ → S + H₂O + O₂(主要反應)
  H₂S＋O₃ → SO₂ + H₂O(次要反應)
   
• 胺類反應式 : R₃N + O₃ → R₃NO + O₂(胺氧化)
   
• 甲基硫醇O₃CH₃SH + O₃ → [CH₃-S-S-CH₃] →CH₃-SO₃H(甲基磺酸) + O₂

在工業廢氣處理之應用上，臭氧氧化作用之反應接觸時間一般建議採15~30秒，而有些情況則需提升至60秒，然而亦有僅需1~5秒之成功案例存在。適當之臭氧濃度以完成氧化是必須的，其典型之操作濃度約1~90ppm，但在氧化處理後排氣中則應避免有過量之臭氧存在，因為臭氧本身帶有刺激性異味且具毒性，故排氣中之臭氧濃度應小於0.01ppm，此可以裝置臭氧分析儀進行監測與控制。

2.1.4 生物濾床法

生物濾床法乃是使用微生物分解有害或致臭味化學物質為無害化合物之空氣污染控制技術，其於處理大風量、低濃度之有機臭味廢氣頗為有效。生物濾床法主要乃藉濾床中濾料所附著之微生物，將廢氣中污染物質予以分解。當廢氣通過生物濾床時，污染物質經由擴散至濾料表面之生物膜，並於生物膜中分解。通常進行分解之微生物為好氧性細菌，其過程類似土壤或水中有機物之好氧分解，分解後之產物為二氧化碳、水、礦物鹽。廢氣生物濾床隨各工程公司所發展之系統略有不同，大抵上，可包含預過濾器、增濕系統、廢氣分配系統及濾床四部分。

2.1.5 活性碳吸附法

吸附為一溶質之濃縮現象，利用此現象，以使用內部比表面積較大之多孔性固體粒子(吸附劑)來分離氣體或液體混合物之操作，稱之為吸附操作。吸附為一放熱反應，且其效能隨溫度之升高而降低，故操作前應預先冷卻廢氣溫度，以提高吸附效率。以吸附原理處理VOCs或惡臭物質，一般常用粒狀活性碳或活性碳纖維。因欲處理之廢氣成份可能極為複雜，故於吸附過程中，可藉活性碳之預行特殊含浸或表面處理，使吸附現象併含複雜之物理及化學反應，以達到去除NMHC或除臭效果。若廢氣中含有丁酮時，因丁酮易與活性碳起反應，利用活性碳吸脫附處理時易有碳床著火之危險，必需使用活性碳纖維布(唯活性碳纖維布一般採薄床設計，吸脫附操作容量有限，不適於高濃度廢氣)，或是配合流體化設計採用珠狀活性碳吸脫附，藉著珠狀活性碳之流體化流動，將局部熱點(hotspots)現象消除，並以高溫氮氣脫附以減少活性碳珠粒著火的危險。^[5]

2.2 有機廢水處理技術探討

有機廢水就是以有機污染物為主的廢水(具揮發性氣體的廢水)，有機廢水易造成水質富營養化，危害比較大。有機廢水水質特點：➀有機物濃度高:COD一般在2000mg/以上,有的甚至高達幾萬乃至幾十萬mg/L，相對而言，BOD較低，很多廢水BOD與COD的比值小於0.3；➁成分複雜:不易生物降解有機廢水中所含的有機污染物結構複雜，含有毒性物質廢水中有機物以芳香族化合物和雜環化合物居多，還多含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機物；➂色度高，有異味:有些廢水散發出刺鼻惡臭，給周圍環境造成不良影響；➃具有強酸強鹼性:這類廢水中大多數的BODSC/OD極低，生化性差，且對微生物有毒性，難以用一般的生化方法處理。^[6]

2.2.1 生化法-生物處理

生物處理方法則包括了好氧與厭氧(如圖5所示)。生物處理方法是現代生物工程的一個組成部分，自然界中廣泛存在的微生物，能夠透過自身的新陳代謝的生理功能，將環境中的有機物質轉化為穩定的無機物質。廢水的生物處理方法就是利用微生物的這一生理功能，採取一定的技術，創造有利於微生物生存、繁殖的環境，加速微生物的增殖及新陳代謝功能，從而使廢水的有機污染物得以去除。

1. 好氧性：
   分為➀活性污泥法：通常是由曝氣池、沉澱池、污泥迴流管線及過剩污泥廢棄管線四個部分所組成。一般而言，有機廢水大都會先經過預處理(攔污柵、曝氣或渦流沉砂池、廢水調整池)及初沉池/化學混凝沉澱池處理後，再流入活性污泥系統的曝氣池內進一步氧化/降解殘存的膠體狀及溶解性有機物。當含此類殘存有機物的廢水流入曝氣池內並在供氧量、營養鹽足夠且無危害性物質的條件下，有機物會先被好氧性的微生物吸附，再而降解成穩定物質(CO₂、H₂O、NH₃)及增殖新的微生物，接著污泥混合液就流入沉澱池進行固液分離，大部份的沉澱污泥都被迴流至曝氣池(稱迴流污泥)，以維持曝氣池內適當的污泥量，僅少部份的過剩污泥須加以廢棄(稱廢棄污泥)，以維持適當的污泥齡，廢棄的污泥則須另行污泥處理/最終處置；➁生物膜法：利用附著生長於某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運動水層。
2. 厭氧性：
   厭氧消化/分解法為在無氧的條件下，利用兼氧菌及厭氧菌進行厭氧反應。將機物轉換成有機酸、甲烷、二氧化碳及氫氣的過程。其作用可分為三個階段，第一階段水解作用，第二階段酸解作用，第三階段甲烷化作用。^[6][7]

2.2.2 高級氧化處理法

1987年Gaze等人提出了高級氧化法(Advanced Oxidation processible, AOPs)，將水處理過程中以羥基自由基為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程，用於水處理則稱為AOP法。典型的均相AOPs過程有O₃/UV, O₃/H₂O₂, UV/H₂O₂, H₂O₂/Fe²⁺(Fenton試劑)等，在高pH值情況下的臭氧處理也可以被認為是一種AOPs過程，另外某些光催化氧化也是AOP過程。與其他傳統的水處理方法相比，高級氧化法具有以下特點：產生大量非常活潑的羥基自由基·HO其氧化能力(2.80v)僅次於氟(2.87)，它作為反應的中間產物，可誘發後面的鏈反應，羥基自由基與不同有機物質的反應速率常數相差很小，當水中存在多種污染物時，不會出現一種物質得到降解，而另一種物質基本不變的情況；其羥基自由基·HO無法選擇地直接與廢水中的污染物反應將其降解為二氧化碳、水和無害物，不會產生二次污染。其氧化過程的中間產物均可以繼續同羥基自由基反應，直至最後完全被氧化成二氧化碳和水，從而達到了徹底去除TOC、COD的目的；由於它是一種物理化學過程，很容易加以控制，以滿足處理需要，甚至可以降低10-9級的污染物；同普通的化學氧化法相比，高級氧化法的反應速度很快，一般反應速率常數大於109mol-1Ls-1, 能在很短時間內達到處理要求。^[2][8][9]

2.2.3 物化法-薄膜處理設備

RO膜為利用反滲透膜的選擇性透過原理，通過設備的高壓泵對經過反滲透膜的原水施加一定壓力，使原水中的水分子可以透過膜而滲析出來，而其他無機鹽、微生物與有機物等卻由於反滲透膜對這些物質的截留特性而不能透過膜，從而可以獲得純淨的無離子水。反滲透(RO)是膜分離技術的一個重要組成部分，在高於溶液滲透壓的作用下，依據其它物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於逆透膜孔徑非常小(僅約10A左右)，因此可以有效去除水中溶解鹽類、膠體、微生物及有機物等(去除率高達95~98%)，具有處理後水質好耗能低低污染操作簡便等優點。已被廣泛應用於醫藥、化工、電子、海水淡化等諸多行業，應用於提升回收水回收率與水質純化的用途。然而在陶氏RO膜有一款型號(BW30HRLE-440)具有高產水量、高度去除TOC (有機碳)和THMs(三鹵甲烷)前驅物的能力可用來去除有機物及水質軟化的理想膜元件。^[10][11]

2.2.4 物化法-活性炭吸附

活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質在高溫和缺氧條件下活化製成。它有非常多的微孔和巨大的比表面積，通常1克活性炭的表面積達500~1500 米,因而具有很強的物理吸附能力，能有效地吸附廢水中的有機污染物。此外，在活化過程中活性炭表面的非結晶部位上形成一些含氧官能團，如羧基(-COOH)、羥基(-OH)、羰基。這些基團使活性炭具有化學吸附和催化氧化、還原的性能，能有效地去除廢水中一些金屬離子。活性炭具有很強的吸附作用，可以吸附工業廢水中的微小粒子，使其沉澱排除，達到廢水處理的目的。活性炭由於它的多孔隙結構，使得它表面形成了大量的微小孔洞，這些孔洞的直徑一般在很小的納米數量級，這就造成了活性炭的相對表面積十分巨大，對外界的細粒子產生巨大的吸附作用。

活性碳吸附工業廢水的優點:

1. 處理效果好且穩定
2. 因去除低濃度有機物可提高微生物對有機毒物的抗性
3. 能用於處理成分複雜與濃度及水量多變的廢水
4. 處理成本低

所以活性碳一直以來就被廣用在很多工廠的廢水處理系統程序上不可缺的一道處理單元。例如應用在活性炭吸附法處理工業含油污水、活性炭吸附法處理工業含重金屬離子的污水、活性炭吸附法處理含顏料工業廢水。^[12]

上述章節完整說明生化法(生物處理)、高級氧化法、物化法(薄膜設備與活性碳吸附)等，各單元或設備的處理概念與目的，另外將上述三種主要處理方法進行分析比較，便於未來若需要建置有機回收處理系統的參考依據，如表3所示。

2.3 雙膜模型

雙膜模型，是將傳統提取植物精油的水蒸汽蒸餾裝置靜態操作改為動態並建立起傳質過程的雙膜模型。通過雙膜模型的建立，對填料反應塔的塔高計算公式進行了推導，並推導出填料反應塔傳遞特性的相關方程。填料塔是以塔內的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備。液體從塔頂經液體分布器噴淋到填料上，並沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經氣體分布裝置(小直徑塔一般不設氣體分布裝置)分布後，與液體呈逆流連續通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質。填料塔屬於連續接觸式氣液傳質設備，兩相組成沿塔高連續變化，在正常操作狀態下，氣相為連續相，液相為分散相。在化工生產中，經常使用填料塔來淨化氣體。在填料塔中，通過氣液逆流接觸，液體介質將工藝氣體中的部分物質吸收，從而達到淨化氣體介質的目的。^[2](圖6)

3.研究方法

3.1 酸性排氣煙囪NMHC源頭盤查

機械課依據圖7簡易處理系統流程為基準，全面盤查廠區酸性排氣煙囪入出口NHMC濃度檢測分析(SEX01~04/SEX11~14)與LWSC*10 EA NHMC入出口檢測分析比較，如表4與表5，發現Central Scrubber(SEX) 煙囪NMHC入出口濃度揮發比貢獻度僅為9%，但LWSC NMHC入出口濃度揮發比貢獻度遠大於100%，判斷可能是造成酸性排氣煙囪出口NMHC污染物提高的重要因素，藉由圖7處理流程的可以知道，氣體經洗滌塔處理過程中，只有來源水的差異性(LWSC來源水: LSS(Local Scrubber Supply) / SEX 來源水: RCW(Reclaim Cooling Water))，再進一步進行LWSC來源水質分析。

3.2 LWSC水源分析與變更測試

依據LWSC檢測得知，入口NMHC濃度遠低於出口濃度，其差異為來源水，進行LWSC來源水分析，發現LWSC使用水源TOC為10.0ppm，含有機質，導致LWSC處理過程中，因為氣體由塔底進入，液體(含有機質液體)自塔頂由噴霧器噴淋而下，在流經填料途中，與逆流而上的氣體接觸，並吸收氣象中的溶質，遂成溶液自塔底流出，其液體中揮發性有機污染物質傳至氣體側，造成酸性煙囪排放NMHC污染物提高的原因，如圖8；於5/7 修改四台LWSC的來源水進行測試，配置不含有機質來源水(自來水)。自5/11起，為期一週的測試，並請機械課協助測量LWSC入出口(2次/day)與酸性排氣煙囪入出口(1次/day) 之NMHC濃度；由檢測結果得知 Day1~Day7 煙囪-2煙道出口 NMHC明顯下降，連續5天檢測均< 1ppm，如表6與圖9所示。

3.3 水質改善流程規劃

以LWSC水源變更測試結果顯示，若將LWSC供應水源進行改善，可以有效降低酸性排氣煙囪NMHC的濃度，達到空污減量目的。根據文獻探討表3的比較分析指出，有機回收水處理主要以生物處理、高級氧化處理(AOPs)、薄膜處理法與活性碳吸附等為主要處理方法，F12P3受限於廠區空間不足的問題、建置成本、運轉成本與系統維護保養操作等因素；在有機回收水處理系統的規劃上，無法選擇建置生物處理法(需求面積大)與排除AOPs 處理法(建置成本與運轉成本高)進行規劃。另一方面與機械課合作進行水源變更測試，將實際檢測NMHC濃度的數值經過計算，改善水源可去除60%的NMHC的排放量，如表7所示。依據文獻探討表3比較分析與水源變更測試NMHC總量去除率的結果(如表7)，決定以活性碳吸附塔+薄膜設備進行系統規劃。然而其薄膜設備型號繁多，針對不同薄膜設備(RO膜)型號進行分析，如表8，依據分析結果，可選擇目前廠區已使用RO膜型號(BW30HRLE-440)為薄膜處理設備，達有機物去除率99%且建置成本較低為最大效益的RO膜設備處理單元。除此之外系統規劃的處理水量，是以廠區水平衡圖中有機回收水排放量220CMD，若以改善LWSC供應水源為目標(減少水中的有機質)，活化使用tsmc(F3)閒置設備，規劃建置240CMD AOR回收處理系統，處理現有P3 AOR廢水，達到空污減量目標。

其系統處理流程規劃如圖10所示，由收集槽(Collection Tank)、活性炭吸附系統(ACF)、緩衝收集槽(Buffer Tank)、薄膜設備處理系統(RO membrane )等組成。ACF利用Buffer Tank(現有)、原水泵、活性碳塔、所組成；其活性碳塔為利用活性碳之物理特性來將原水中殘留雙氧水去除,以減少殘留雙氧水對後續之離子交換樹脂或RO膜損壞。RO系統由RO高低壓泵浦，及RO機組等組成，用以去除水中有機物及些微總溶解固體。

4.分析與結果

4.1 系統上線後供應水質檢測

藉由變更LWSC水源(LSS→CW)測試得知，改善降低原本供應水源中的有機質，可有效降低LWSC出口的NMHC濃度，進而改善空污品質，減少NMHC的排放量；AOR回收處理系統上線持續運轉後，檢測LSS供應水質TOC，其檢測分析的平均值為3.1ppm。如下表9所示，系統上線後水質的差異。

4.2 水質改善對於NMHC濃度改善與排放減量成效

處理系統正式上線運轉後，機械課連續監測三天 LWSC及煙囪NMHC數值，由檢測結果顯示LWSC出口NMHC平均濃度下降至0.54ppm，其去除率達94%(表10所示)。

請機械課協助幫忙，依據煙囪檢測NMHC濃度數值與排放煙囪風量進行計算，得知其煙囪總出口實際上的NMHC減量為0.5ton/Year，與表5水源變更測試推估減量0.51ton/Year，僅誤差0.01ton/Year，幾乎100%達NMHC總量減量的目標(表11所示)。

結果顯示NMHC濃度去除率達93%與NMHC減量達0.5ton/Year，其主要因素為AOR 廢水經處理系統後，供應水源(LSS)的TOC由10.ppm降低至3.1ppm影響；由此證明AOR處理系統上線後，可有效降低水中的有機質，避免其有揮發性的有機質經由供應水源的過程中，提升NMHC的濃度，影響空氣品質，造成大氣環境污染。

4.3 AOR處理系統對各廠區的適用性建議分析

依水質分析與煙囪檢測結果，AOR系統上線運轉，改善整體LSS供應水質(降低有機質濃度)去除率達70%，其煙囪排放NMHC濃度可減量50%，證明F12P3排放的AOR回收廢水，透過AOR處理系統進行濃縮有效的降低水中的有機質，避免LWSC 與 LSC洗滌塔用水，因水滌塔處理方法(雙膜模型)，在處理過程將水中的揮發性有機污染物質傳至氣體側，造成出口NMHC濃度上升的問題，如表12所示。

如上述測試結果(表6)與實際運轉分析結果(表11與表12)，本廠區規畫建置的AOR處理系統，確實可以有效降低有機物質濃度，改善廠區機械課LSC與LWSC用水品質；且目前台積各廠區的AOR有機廢水的特性差異不大，其AOR回收廢水，主要有機污染物為IPA、丙酮與雙氧水組成，可依循F12P3 AOR處理系統(ACF處理單元 + RO薄膜設備處理單元)架構為基礎，依台積各廠區有機回收水濃度、雙氧水濃度、水量與去除率等需求，進行系統規劃改善，因地制宜適用性推廣至tsmc其他廠區，如表13。

5.結論

F12P3為300mm成廠區，歷經水資源回收率提升、水污染改善、減廢與需符合科管局排放標準下，陸陸續續建置不同的處理系統本質下，F12P3廠區並無多餘的空間可擴建大型處理系統；透過文獻探討、在廠區有限的空間及節省建置成本的考量下，依據表14比較結果，選擇以系統建置成本可節省NT$ 4.6M及最省空間的物化法處理系統(ACF塔單元串聯薄膜設備單元)進行規劃，建置一套有效率的AOR有機廢水的回收處理系統；加以提升LSS供應水源的品質，將水中TOC濃度由10.0ppm降低至3.1ppm。洗滌塔供應水質經改善LWSC NMHC 出口濃度改善93%(avg. 9.24降至0.54ppm)，有效減少煙囪出口NMHC排放總量0.50Ton/Year，提升廠區煙囪排放品質，達到空污設備供水水質精鍊需求，減少空氣污染。

未來台積各廠區可依循F12P3 AOR回收處理系統(ACF塔單元 + RO薄膜設備單元)架構為基礎，善用表13 ACF塔單元與RO薄膜設備單元等組合處理方式，建置符合該廠區的有機回收廢水處理系統。