結合光催化與奈╱超過濾程序以有效處理毒性有機廢水

基本上，每一種處理廢水中有機污染物的方法都有其限制與缺點，例如以化學沉澱或活性炭吸附等物理化學方法，污染物只是從液相移至固相，並無破壞分解，反而造成二次的污染。此外，過濾法雖可阻擋溶解性懸浮物質，但除非使用孔徑夠小之高分子薄膜濾材，否則無法有效去除微小分子；但此種薄膜過濾程序易因膜面結垢或膜孔阻塞現象致使濾速嚴重衰減，因而大幅降低處理的效率與經濟性。至於，生物法雖可降解處理有機污染物，但部分人工合成之有機物具有抗生物分解的能力，因此較難有效去除；再者，生物的反應較慢，通常需要控制 pH與溫度才可能有明顯效果。近來，UV光催化降解方式頗受重視，主要因為此方式具有不須添加氧化劑等物質、不會像傳統方法一樣造成二次污染、反應快速及操作成本低廉等優點。然而，光催化程序基本上是一個或多個化學反應，其反應速度受污染物濃度之影響很大，濃度過低時氧化分解的速率也不高，增加處理之時間成本。因此，有必要另尋更有效之處理方法。 本三年期計畫擬結合 UV/光催化與奈/超過濾的方式處理有機廢水，取兩種程序之操作特性，達到相乘之效果：（一）反應過程中溶劑（水）不斷地通過薄膜，使得反應槽內污染物或其初級中間產物能維持一定的濃度，如此能維持一定的降解效率；（二）過濾過程中，藉由 UV/TiO2的作用，可將濃度極化的現象減至最少或去除，達到膜自淨的目標。本計畫選用分子量大於 300 g/mol之染料分子作為有機污染物，配製成不同濃度之廢水。第一年首先測定單一程序之參數值，包括各種條件下之光降解速率常數及原膜、TiO2塗層複合膜與 TiO2/CNT複合膜之溶質阻隔率，並嘗試結合TiO2 懸浮液與原膜過濾，探討其去除染料之效率，並測量濾速變化；此外，試製直徑 30 mm 之TiO2/CNT 複合膜，並鑑定其物化特性（晶相、吸收波長、表面結構、孔徑大小等）。第二年擬製備直徑 47 mm 之 TiO2/CNT 複合膜，探討結合 TiO2/CNT 複合膜之反應速率與過濾效果，並確定TiO2/CNT複合膜之自淨能力。第三年除了製備直徑 76 mm之及不同比表面積之 TiO2/CNT複合膜外，將進行結合光催化與過濾程序連續操作之動態分析，並探討操作參數之最佳化。總之，無論使用何種型態之 TiO2，包括懸浮液或複合膜，此種程序皆無 TiO2粒子回收的困擾。預期本計畫之執行，可得知此混合程序之應用前景、限制及其解決之道。

系統編號:PB10401-1660
原計畫編號:MOST103-2221-E182-073-MY3