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應用生物技術去除電子業水溶性有機廢氣
國科會記者會新聞資料
應用生物技術去除電子業水溶性有機廢氣
主持人：張副主任委員清風
報告人：交通大學生物科技系
曾慶平 教授
中華民國101年1月4日
國科會新聞稿
應用生物技術去除電子業水溶性有機廢氣
100.1.4.
台灣電子業工廠大部份將空氣污染防制設備設置於頂樓，而揮發性有機氣體排放多為大風量低濃度情況 (定義為在標準狀態下蒸氣壓大於2 mmHg以上的有機物質)，經實場訪查半導體與光電產業，其對揮發性有機廢氣所採用之空氣污染控制設備以傳統活性碳吸附床與洗滌法為主，設備構造與操作相對簡單，但處理效率因不同物質而有所不同，造成換活性碳頻率難以掌握。洗滌法如額外添加化學藥劑，其廢水則須經處理後才可排放。因此本研究為利用生物反應系統有效去除電子業大宗排放之水溶性有機廢氣，並探討各種影響去除廢氣因子，以提升廢氣去除率及減輕整體生物反應器載重，增加產業發展競爭力，此方法有利於處理大風量低濃度之水溶性揮發有機化合物，操作費用較便宜。
在行政院國家科學委員會經費支持下，本產學合作計畫針對半導體廠及光電廠有機廢氣排放種類進行文獻收集，並分析三家以上半導體廠及光電廠所排放的有機污染物，其大宗目標污染物包含丙酮、異丙醇及乙酸丙二醇單甲基醚酯（PGMEA）等。我們先從環境中篩選出可以有效分解揮發性有機廢氣之微生物，此微生物可以代謝有機物質作為能量來源，並將其轉換成生物質量而達到去除汙染之目的，之後在實驗室進行生化反應速率及有機廢氣去除效率研究，並評估各種提升微生物去除效率因子。結果對丙酮、異丙醇及乙酸丙二醇單甲基醚酯等電子業產生之大宗水溶性有機廢氣具有良好的去除效果，在短時間的反應條件下可達90%去除能力，此高效率之生物反應系統可有效減輕反應器載重及降低成本。另外合作廠商也完成三座揮發性有機氣體之模場建置及監測，偵測總碳氫化合物去除效果，其去除效率均達環保標準。
進一步與合作廠商在半導體廠建構兩座大型實場生物反應器，每一座反應器風量達300CMM(m3/min)，體積約為120立方米。生物反應器內包含活性濾料，在系統中增設循環水流及營養源循環，調節系統內溼度，使系統操作更為穩定，經長期監測顯示去除率可達85%左右。此生物反應系統每年可去除約60公噸的水溶性有機廢氣，在反應槽內形成活性污泥，所以每年只需固定將汙泥清除即可維持系統的穩定操作。台灣科學園區及工業區開發促進工商業發展迅速，也增加國人經濟所得並奠定我國高科技產業發展之基礎，現今政府及民眾對於環境公害及綠色永續發展相當注重，因此在不影響工業經濟發展情況下，又能兼顧環境保護是本研究主要目的。此技術的開發對於半導體及光電業廠所產生的水溶性有機廢氣提供了一項操作容易，維護成本低且去除效果良好的生物處理法。經濟評估顯示，生物反應器每年操作維護費低於現有活性碳吸附成本，具推廣發展潛力，對台灣為數眾多的企業來說是永續經營最好選擇。
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