摘要
本研究以Local Scrubber水回收再利用系統經過了在台中某半導體廠的現場測試，在平均處理水量為12 (M3/hr)的各項產水水質數據，均可達到原本設定的規格，其中以Ozone/UV/TSA-48-400 → Ion Exchange為操作模式的處理程序，為最佳的操作條件。
由濾袋式微過濾系統所構成的前過濾程序與第二過濾程序，濾袋規格為25 - 10μm與5 - 1μm時，即可將懸浮固體(SS)去除至 <1 mg/L的規格。 陰陽離子交換系統，不論是在高級氧化系統的前處理或後處理，都可將導電度與氟離子濃度處理至<50 µs/cm與<5 mg/L的規格，而且若操作得宜，數據將遠優於產水所要求的數據。另外在TOC去除率比較方面，添加TiO2觸媒 (TSA-48-400)是明顯有助於高級氧化對TOC的去除率提升。就單獨比較高級氧化對TOC的去除率，添加高效率二氧化鈦TiO2觸媒 (TSA-48-400)可將TOC的去除率由17.8%提升至29.6%( 當程序設計為AOPs →Ion Exchange)與由36.9%提升至48.7% (當程序設計為Ion Exchange →AOPs)。另外以Ozone/UV/TSA-48-400 → Ion Exchange操作模式為例，離子交換可去除39.5%的TOC，加上直接高級氧化的29.6%TOC去除率，整體的TOC去除率可達69.1%，回收率方面此系統的回收率均可維持在80 – 85%。高級氧化後所形成的有機酸類物質，是容易被陰離子樹脂所交換來去除。而且其TOC去除率是高於直接由高級氧化對TOC的去除率，這也是 AOPs →Ion Exchange操作模式所具有的優勢。

Abstract
This study conducted field test for Local Scrubber in a Taichung semiconductor factory. The water quality data meet the original set specifications under average processing capacity of12 M3/hr. Ozone/UV/TSA-48-400 -> Ion Exchange is the processing program of operation mode, as well as optimal operation condition.
The bag micro-filter system consists of pre-filtration process and secondary filtration process. The suspended solids (SS) are removed to <1 mg/L when the filter bag is 25-10μm and 5-1μm. Ion Exchange system can process the electric conductivity and fluorion concentration to <50 µs/cm and <5 mg/L before or after advanced oxidation treatment. If the operation is suitable, the data are superior to the data required by water production. Besides, as compared to TOC removal rate, addition of TiO2 catalyst (TSA-48-400) can help advanced oxidation significantly improve TOC removal rate. By comparing TOC removal rate of advanced oxidation, addition of TiO2catalyst (TSA-48-400) can increase TOC removal rate from 17.8% to 29.6% when the program is designed to be AOPs ->Ion Exchange, and from 36.9% to 48.7% when the program is designed to be Ion Exchange ->AOPs. This is the merit of the operation mode of AOPs ->Ion Exchange. Taking Ozone/UV/TSA-48-400 -> Ion Exchange as an example, icon exchange can remove 39.5% of TOC, plus TOC removal rate of 29.6% by advanced oxidation, and the overall TOC removal rate can reach 69.1%. Organic acids produced from advanced oxidation are easily removed by resin anion exchange. TOC removal rate is higher than that using advanced oxidation.

目 錄
摘要 I
Abstract III
誌謝 V
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 前 言 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 2
1.3 研究內容與流程 2
第二章 文獻探討 4
2.1 高級氧化處理程序 4
2.2臭氧/觸媒(Al2O3)處理成效 9
2.3 臭氧/觸媒(TiO2 /Al2O3)處理成效 9
2.4 UV光與光觸媒(TiO2)反應 9
2.5 半導體產業簡介 10
2.6 半導體廢水回收標準 11
第三章 研究設備與方法 12
3.1水回收再利用技術規畫單元流程的設計 12
3.2 氧/觸媒反應槽與其他主要技術核心設備 15
第四章 結果與討論 32
4.1整體系統以清水試驗結果 32
4.2 Local Scrubber原廢水基本水質分析 37
4.3臭氧化Local Scrubber原廢水處理程序 39
4.3.1 不同臭氧劑量之影響 39
4.3.2. 不同pH值對臭氧氧化之影響 42
4.4觸媒催化臭氧化Local Scrubber原廢水處理程序 45
4.4.1催化劑吸附試驗 45
4.4.2 不同添加觸媒量之影響 48
4.4.3 不同pH值對催化反應之影響 49
4.5離子交換程序對臭氧化效能之影響 51
4.5.1 前離子交換程序對臭氧化效能之影響 51
4.5.2 改良式離子交換程序對臭氧化反應之影響 54
4.5.3 離子交換對觸媒催化臭氧化之影響 58
4.6操作模式「高級氧化系統 → 離子交換系統」之試驗結果 62
4.7操作模式「離子交換系統 → 高級氧化系統」之試驗結果 67
4.8 處理系統實際運轉結果分析 72
第五章 結論 74
參考文獻 76

表目錄
表2-1 各種氧化劑的還原電位 4
表2-2 ozone 與 hydroxyl radical 對各種有機化合物之reaction rate constants。 6
表3-1 Local Scrubber排放廢水與經回收系統處理後之產水水質規格 13
表3-2 臭氧注入器(AirTree CO15-X-Y)吸入量的清水 21
表3-3 臭氧機(AirTree V-80)輸出臭氧產量 21
表3-4 Local Scrubber水回收再利用系統規格表 28
表3-5 Local Scrubber水回收再利用系統規格表(續二) 30
表3-6 Local Scrubber水回收再利用系統規格表(續三) 31
表 4-1 某半導體廠Local scrubber 原水水質分析數據 38
表4-2 不同臭氧劑量之實驗結果 39
表4-3 不同pH值對臭氧氧化之實驗結果 43
表4-4 Al2O3吸附實驗結果 45
表4-5 TiO2/Al2O3吸附實驗結果 45
表4-6 Al2O3不同pH值之吸附實驗結果 47
表4-7 TiO2/Al2O3不同pH值之吸附實驗結果 47
表4-8 不同TiO2/Al2O3添加量臭氧催化反應之結果 48
表4-9 TiO2/Al2O3於不同pH值下臭氧催化反應之結果 50
表4-10 不同臭氧化程序之TOC去除之比較表 51

圖目錄
圖1.1 研究流程圖 3
圖2-1 臭氧在水溶液中之反應機制圖，包括臭氧分子直接反應與自由基反應 6
圖2-2 臭氧與金屬觸媒催化的反應機制示意圖(a) 8
圖2-3 臭氧與金屬觸媒催化的反應機制示意圖(b) 8
圖3-1 半導體/TFT-LCD產業全氟化物處理設備之水回收再利用技術規畫單元流程 14
圖3-2臭氧/ TiO2 – Al2O3觸媒反應槽設計圖面與實品照片(1) 17
圖3-3 臭氧/ TiO2 – Al2O3觸媒反應槽設計圖面與實品照片(2) 18
圖3-4 臭氧/ TiO2 – Al2O3觸媒反應槽、氧化反應/緩衝槽、紫外線氧化單元與臭氧注入器等所構成之高級氧化系統 19
圖3-5微過濾系統設計圖面與實品照片 23
圖3-6臭氧產生系統紫外線反應槽實品照片與規格 24
圖3-7陽離子樹脂塔設計圖面與實品照片 26
圖3-8陰離子樹脂塔設計圖面與實品照片 27
圖4-1 ηTOC與通入臭氧質量流量之關係 41
圖4-2 單位臭氧重量之TOC去除量與通入臭氧質量流量之關係 41
圖4-3 TOC去除率與pH值之關係 43
圖4-4 單位臭氧重量之TOC去除量與pH值之關係 44
圖4-5 觸媒催化反應單位臭氧重量之TOC去除量與pH值之關係 49
圖4-6 不同pH值下TiO2/Al2O3催化臭氧化分解有機物之比較 50
圖4-7 離子交換前後之TOC/TOC0與通入單位水量之臭氧劑量(mA)之關係 52
圖4-8 離子交換前後水樣之pH值與mA之關係 53
圖4-9 處理程序及目的 54
圖4-10 各處理程序TOC濃度變化 56
圖4-11各處理程序TOC/TOC0變化 56
圖4-12 添加臭氧劑量對TOC/TOC0變化 57
圖4-13 添加觸媒對離子交換後水樣臭氧化TOC變化之影響 59
圖4-14 添加觸媒對離子交換後水樣臭氧化pH變化之影響 60
圖4-15 離子交換後水樣觸媒催化臭氧化之各參數變化(TOC0 =4.64 mg L-1 )。 61
圖4-16 操作模式「高級氧化系統→離子交換系統」條件下，各取樣點的pH值變化 64
圖4-17 操作模式「高級氧化系統→離子交換系統」條件下，各取樣點的導電度值變化 64
圖4-18 操作模式「高級氧化系統→離子交換系統」條件下，各取樣點的F離子濃度變化 65
圖4-19 操作模式「高級氧化系統→離子交換系統」條件下，各取樣點的TOC值變化 65
圖4-20 操作模式「高級氧化系統→離子交換系統」條件下，未添加TiO2觸媒 (TSA-48-400) 之各取樣點的TOC值變化 66
圖4-21 操作模式「離子交換系統→高級氧化系統」條件下，各取樣點的pH值變化 69
圖4-22 操作模式「離子交換系統→高級氧化系統」條件下，各取樣點的導電度變化 69
圖4-23 操作模式「離子交換系統→高級氧化系統」條件下，各取樣點的F離子濃度變化 70
圖4-24 操作模式「離子交換系統→高級氧化系統」條件下，各取樣點的TOC值變化 70
圖4-25 操作模式「離子交換系統→高級氧化系統」條件下，未添加TiO2觸媒 (TSA-48-400) 之各取樣點的TOC值變化 71
圖4-26 實廠流速變化圖 72
圖 4-27 運轉期間TOC變化 73

參考文獻
中文部分
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英文部分
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