工業廢水組研究方向

研究主軸著重於工業廢水處理與水回收技術的研發與應用，針對既有技術提昇優化，與新世代水處理技術開發以及測試評估。各項研究內容及重要成果概述如下：

主題一：MBR應用於食品廢水處理

食品行業原料來源非常廣泛，製品種類繁多，由於各類食品廢水污染物組成不一，根據各類食品廢水特點進行前處理是必備的程序，普遍來說，食品工業所用的原料大多數為人體能消化的有機物質，所以其廢水的 BOD、COD 等污染指標偏高，適用生物方法進行二級處理，薄膜生物反應器(Membrane bioreactor)相較於一般生物處理，具有佔地面積小、出水品質高、可承受進流水濃度變化、不受污泥膨化影響、污泥廢棄量少、啟動時間短等特點，但常有堵汙、曝氣條件、反洗條件等操作參數需進行調校及最適化，本研究團隊與淶達科技有限公司合作該項目，未來將會使用自製薄膜作為薄膜生物反應器之膜材，以了解自製膜材應用於MBR之可行性。

主題二：電容脫鹽技術研發

電容去離子(capacitive deionization, CDI)是近年興起的脫鹽技術，以溶解性固體物濃度約在 3,000 mg/L以下的半鹹水為目標進行脫鹽再生。傳統污水回收技術以 RO 薄膜過濾為主，但壓力幫浦的使用提高了系統能耗，且薄膜成本高又易產生積垢之問題，即使將 RO 與倒極式電透析結合應用，仍無法完全避免使用化學藥劑清洗薄膜造成二次污染。CDI以電場將水中離子移動至多孔性電極暫時被吸附儲存，待吸附飽和後再斷電或倒極使其脫附，該系統結構簡單可於常溫常壓下操作，同時能避免昂貴薄膜及額外清潔用化學品的使用，既可彌補目前技術缺陷又具成本效益且低能耗。本研究團隊將新創一種濾網型電容電極，並將構成濾網之金屬線，披覆新複合碳機能材料，使碳材料完整包覆於金屬線上，可大幅提高電極吸附離子之有效表面積並應用於flow-through模組中，兩個結合應用可提高電極的反應面積與縮短模組間隔距離，且濾網型電極能加速離子吸附，節省離子從電極空隙擴散進入多孔性碳材的時間。

主題三：氨電化學氧化電極材料開發應用於廢水處理

氨電化學氧化(Ammonia electrooxidation, AEO)是一個在電化學系統中使水中的氨吸附於陽極表面後經電子轉移氧化生成氮氣，且同時在陰極進行產氫的技術，因此不論是在環境領域或能源領域AEO一直是熱門的研究主題。相較於傳統氨去除方法如折點加氯法、生物處理法與離子交換法等，電化學氧化法具有低能耗、無二次污染、簡易操作與低成本等優勢。在電化學氧化中，陽極材料的選擇是影響AEO效能的關鍵因子。過去研究主要以鉑或其他貴金屬材料作為AEO反應的陽極，然而材料高成本限制了其實際應用的可行性。因此本團隊目前研究方向主要是以泡沫金屬為基材，披覆具有高氨催化能力的過度金屬，開發一個高效、穩定的陽極材料。

主題四：催化氧化型活性碳開發及應用：COD、氨氮及硝酸鹽氮處理

催化氧化型活性碳(Catalytic Oxidative Activated Carbon, COAC)為一種新型開發的金屬觸媒，以椰殼活性碳為載體上面批覆三種金屬，其中一種為貴金屬釕，釕的氧化能力遠超過於臭氧及氫氧自由基，COAC同時具有活性碳吸附特性，加上氧化劑後有催化氧化效果。相較於傳統常見的氧化技術相比，以COAC處理不需特別調整水質pH值、不產生污泥，比對市面已有的釕金屬觸媒，COAC獨特的金屬化合物納米薄膜製備技術使活性成分覆蓋均勻、活性更強、成本更低，可在短時間催化氧化有機污染物，其最大優勢為可重複再生使用。

目前本研究團隊將COAC應用分為流動床及固定床方式使用，流動床系統於處理過程中添加氧化劑(如臭氧)，以催化臭氧化方式來降解有機廢水、含有機氮廢水或是特殊金屬螯合廢液等應用；固定床系則是以吸附方式為主，將污染物吸附在COAC上，當吸附飽和到一定量後再以氧化劑(如臭氧)再生，目前應用在地下水有機物吸附及揮發性有機物廢氣處理應用。目前已再規劃將COAC技術於實場建置設備，預期能提供產業界一種新型態有效處理且降低成本之效益。