Page 17 - Vol.44
P. 17
2. 文獻探討 測低濃度尿素主要採層析法，層析法可先將水中複雜混合物
進行分離，除避免基質干擾外，亦可搭配不同偵測器進行尿
2.1 尿素的影響及去除方法
素檢測與定量。後端偵測器可為光學偵測器或質譜儀(Mass
尿素為常見小分子TOC之一，常見於南部自來水體中，主 Spectrometry, MS)，視應用需求而定。兩者結合為液相層析
要來源來自於農業活動使用的肥料(氮肥)及生活污水中的動物 串聯式質譜法(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,
蛋白質代謝產物。尿素非常態水質項目，其被高科技廠商要求 LC-MS)。
規格，主要原因在於尿素會於製程過程中經不同方式降解產生 尿素經層析分離後，以串聯式質譜儀進行尿素定性與含
氨，而氨的濃度過高時，便會與黃光顯影製程過程中的光阻接 量檢測。質譜儀比絕大多數分析技術擁有更高的靈敏度及出
觸產生中和反應，造成T型效應(亦稱T-topping)，使製程線寬產 色的辨識性(圖2)，為進一步確認與排除尿素量測間變異及消
生變異或偏移，進而使製程良率與可靠度受嚴重影響。 除干擾，文獻已可見使用尿素同位素(13C-urea或15N2-urea)
再生水中的一般污染物可以透過不同水處理技術與程序(如 為內標並搭配串聯質譜進行測定與定量 。
[01]
薄膜技術搭配高級氧化等)達到去除，但尿素的非揮發性、難被
2.3 LC-OCD量測水中TOC
氧化、非離子性、極易溶於水且屬中性小分子之特性，使水中
尿素去除效果相當有限，以RO膜材處理去除率約僅35%。 LC-OCD(Liquid Chromatography-Organic Carbon
業界常見水中尿素處理方法為生物活性碳法或化學加藥 Detection)(圖3)乃利用管柱層析分離分子大小，大分子會先被洗
法。生物活性碳是採用固定床的形式，將微生物負載到活性碳 滌出管柱，小分子則因為擴散較慢所需時間較久，已分離之有
上形成生物膜，利用微生物對尿素進行降解。採用生物處理法 機物經UV254及DOC分析；分子大小不同流洗時間不同，偵測
後需裝置菌體分離裝置避免污泥進入水處理系統，且生物處理 儀所測定到之時間會有不同，因此可利用圖譜比對推估為何種
[02]
尿素缺乏抗沖擊能力，還需多添加碳源及氮源培養污泥，較為 有機物 。(圖4)
費時費力。
目前台積電各廠純水系統使用的尿素處理方法為化學
加藥法NaBr+NaOCl(圖1)，其原理為添加NaBr(溴化鈉)&
NaOCl(漂白水)，產生NaOBr可有效分解尿素變成N 2 ，NaOBr
與UREA反應後副產物再度生成NaBr，只要水體中存在
NaOCl(漂白水)即可再度分解UREA，此為連鎖反應。
2.2 實驗室量測尿素方法
一般而言自來水中存在尿素(UREA)屬低濃度範疇(ppb
圖1、化學加藥法去除尿素反應流程
等級)，但已足以對UPW系統造成影響。目前實驗室手法量
圖2、液相層析法串聯質譜儀(LC-MS)系統圖
FACILITY JOURNAL 12 2021 15
