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4.  結果與分析
               由 表5水質分析數據結果，可發現CWD氨氮系統產水
           水中離子主要是 離子(Na )與硫酸根(SO )，因此可預測
                                +
                                            2-
                                            4
           回收後之酸鹼為氫氧化 (NaOH)與硫酸(H SO )為主；而
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                                                4
           純水系統樹脂再生廢水的離子組成主要為 (Ca )、
                                                2+
           (Mg )、 (Na )、氯(Cl )、矽酸鹽(Silicate)等，成份較為
                              -
                       +
              2+
           複雜，需進行適當前處理流程後才可進行電透析處理。
           4.1  CWD氨氮系統 水 電 析法  實驗結果
               以定電壓5V、 流速度6cm/s與固定有效膜面積176
           cm 的單極膜與雙極膜電透析模組進行氨氮系統產水降導
              2
           實驗，實驗結果，如 圖12所示。由 圖12(a)可發現 : 在相
           同條件下，若要達到70%脫鹽率雙極膜所耗費時間為單極
           膜的兩倍，且在不同脫鹽率下電流效率也較單極膜低，如
           圖12(b)，其原因為雙極膜模組內部因膜材數量較多，造成
           阻抗提升，但兩者產生之NaOH濃度相近。根據實驗結果
           ，選定使用單極膜電透析模組作為CWD氨氮系統產水處理
           之工程化模組。
               下一階段實驗為利用單極膜工程化模組，將氨氮系統
           產水導電度 減70%並在考量能耗效率的條件下將回收酸
           鹼濃度 可能的提濃，測試後得到的實驗結果為 : 當進料
           廢水與酸鹼回收液體積比(Feed/Product)為5 : 1時，薄膜達
           到提濃極限，如 圖13；可以發現連續進料運轉五個批次後
           ，回收酸鹼的導電度逐漸趨緩，代表薄膜表面可能有滲透
           壓產生或是有結晶物產生於薄膜，電壓不足以驅動離子透
           過薄膜，並且在第五個批次廢水降導率達70%的時間較第
           一批次已增加至兩倍時間，雖然回收酸鹼的濃度還是有持
           續上升，但在能耗已大幅增加。綜合考量能耗與電流效率
           ，建議使用單極膜電透析模組進行四個批次的處理，維持
           70%以上的電流轉換效率，可將進料廢水降低至導電度約
           7000us/cm，同時並產生回收7% 氫氧化 8.82CMD與9%
           硫酸11.3CMD，所需耗費能源為8.3kWh/kg。
           4.2   水系統   生 水  實驗結果
               因純水樹脂再生廢水成份較為複雜，其水質評估結果
           為 : 若將陰陽離子樹脂混和之再生廢水一起處理，前處理
           的加藥將會貢獻更多廢水的導電度或總溶解固體，反而無
           法做到降低廢水導電度；但若將陰離子樹脂再生廢水獨立
           處理則可行性較高，透過化學混凝或電混凝方式去除矽酸
           鹽之後，再使用電透析方法將導電度降低。因此本研究以
           陰離子樹脂再生廢水降導處理為目標，透過電混凝進行前
           處理去除矽酸鹽，實驗數據如 表7呈現，處理後廢水矽酸
           鹽可降至3ppm(去除率達99%)，水質達到可進電透析系統
           降導電度的處理標準。
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                                                                                                   Notes
                                                                                                   技術專文
                                              TSMC / FACILITY DIVISION PUBLISHED
            VOL.40
                                                   廠務季刊
                                                    URL.http://nfjournal/
            放流水生物急毒性 活水 的挑戰與對策
           Challenges and Strategies for the Biological Acute Toxicity of Effluents to Daphnia
                                                                                         文│吳 學│中科廠務二部│
           關鍵詞 / Keywords                       摘要
           生物急毒性 / Biological Acute Toxicity        現況廠內放流水之H O 經由過氧化氫 (Catalase) 素的降解後，已使
                                                                   2  2
           氧化物 / Oxide                          得  生物TUa<1.43(Toxicity Unit Acute, TUa)之機率大幅提高，然廠內廢
            硫酸氫  / Sodium Bisulfite             水處理系統現況無法去除影響非  生物(水 )急毒性之關鍵氧化性物質，
                                                以至於無  生物-水 TUa無法穩定小於1.43。然既有廠區多數有空間不
                                                足問題，為期望能降低廠區放流水之氧化性物質，此次以加藥方式(還原劑
 依照氨氮系統產水測試結果得知，單極膜電透析模組                        ， 硫酸氫 ，NaHSO )，取代活性碳 去除氧化性物質功能，解決既有
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 較雙極膜模組能耗效率較好，因此陰離子樹脂再生廢水也                      廠區空間不足問題，實驗結果利用還原劑還原水中氧化性物質，能有效降
 選用單極膜作為工程化模組。同樣以定電壓5V、 流速度                     低廢水中之Cl 、HOCl 、O 、ClO 之類氯系與  劑濃度，降低氧化性物
                                                                 -
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 6cm/s與固定有效膜面積176cm 的單極膜電透析模組做降                 質對水 之生物急毒性影響，提高水 之存活率。
 2
 導實驗，實驗結果如 圖14所示，可以發現在進流廢水與酸
 鹼回收液體積比為1 : 1時，薄膜處理即達到提濃極限，因
 產生的回收酸鹼導電度上升斜率已趨緩，若再執行第二個  1.  前言
 批次的處理，所需的處理能耗會增加；另外，降導的成果
 為三小時可降低92%導電度(由23,000us/cm降至2,000    近年來， 色議題已為全球顯學，迎合環保意識 頭  結果將納入本局水質與生物急毒性關聯性數據收集、分析
 us/cm)，可 的是所產生的回收酸、鹼濃度僅1.8%與1.1%  的社會且善 企業責任，這是我們公司一 的政策，然而  及管理。有鑑於此，雖中部科學園區管理局並未入將生物
 ，受限於回收酸鹼的提濃極限，此股廢水的回收酸鹼效益  工廠廢水排放符合放流水標準現值，已無法完全符合社會        急毒性列入納管標準內，但身為環保模範生的我們必須有
 並不如預期。    與人民之期待，國內隨著半導體產業的  發展，在其生                         超前部屬的理念，提前佈局，降低放流廢水之生物急毒性
 另一方面，若以相同實驗條件(廢水降導率70%)比較氨  產製程中產生之大量廢水，相關研究指出事業單位排放之       ， 到企業應有之社會責任，為保護環境 一份心力。
 氮系統產水與陰離子樹脂再生廢水用單極膜電透析模組處  法規限值之放流水依然具有生物毒性，若直接排放，可能
 理的結果，可以發現在產生回收酸鹼的效益上是氨氮系統  對  環境與生物造成危害。                    2.  文獻探討
 產水的結果較好，如 圖15，產生的酸鹼濃度是樹脂再生廢  目前中部科學園區在[中部科學園區管理局(臺中園區)          自從民國99年環保 預先公告將生物急毒性納入放流
 水的約兩倍，所花費的能耗也較低，若以回收酸鹼為目的  污水下水道系統納管水質標準及使用費之水質分級、分級        水水質標準後，雖然於民國100年移除標準於檢測申報管理
 考量，氨氮系統產水的效益就相對較高。因電透析法也屬  費率、計算公式、收費項目及單價表] 法內第 點第八項        法規章內另行管理，但國內許多學者皆提出有關生物急
 於薄膜分離的技術，基於質量不滅定 ，當進流水的成分  中規定，廠商水污染防 措施計畫核 之最大處理水量達        毒性之影響因子如 表1       [1][2][3][4] ，可以看出多數學者一致認為
 越複雜，則分離的困難度越高，因此樹脂再生廢水利用單  三 立方公尺/日以上者，應每半年檢測並申報。 其檢測
                                                             廢水之生物急毒性受氧化性因子影響的 了絕大多數。
 極膜電透析法處理，雖可使得出流水的導電度降低至
 2000us/cm，但產生回收酸鹼的處理卻也還是另一個待解
 決的問題，因廢液導電度已高達100,000us/cm，建議後續                                             吳 學  M.S. Wu
                                                                             態度決定一切，保持正確 觀的態度，維持應有的表現。
 流程可使用熱處理方式將水與鹽類分離，以達到去除廢水
 中鹽分的目的。
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 而中科廠區於2015年與2019年 請清華大學 色化學質譜分析實驗室與交通大學環境工程研究所，分別對放流廢水與
 製程廢水做生物毒性調查，清華大學依據美國放流水毒性鑑定(Toxicity Identification Evaluation, TIE)程序與毒性減量
 (Toxicity Reduction and Evaluation, TRE)之標準分析流程，其鑑別出影響本廠放流水生物急毒性相關因子與濃度如 表2，
 而有關國外水中餘氯與生物毒性之相關性研究如 表3、表4，相關文獻皆說明氧化性物質-餘氯對於水 之生物急毒性有著
 顯著的影響。
























































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