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沉浸式平板陶瓷薄膜結合臭氧奈米氣泡反應槽降低過濾原水藻類及膠體阻塞之研究

為了解決鈦昇eps的問題，作者林浩瑋 這樣論述：

飲用水表面水源中藻類、細菌、藻類代謝之胞外物/藻毒素及 天 然 有 機 物 (NOM)等 可 藉 由 薄 膜 處 理 (Membrane filtrationmodule)技術去除，然而現階段普遍使用的有機膜易遭受有機溶劑、氧化劑等造成薄膜腐蝕或劣化，導致薄膜材質壽命與操作年限縮短，造成操作不便且不符經濟效益。本研究嘗試用平板式超過濾陶瓷薄膜(Flat-sheet ultrafiltration ceramic membrane)，結合催化臭氧單元，將催化劑(ZrO2)利用噴塗法覆膜於膜表面，同時結合臭氧微米微泡(O3 micro-bubble, O3-MB)，其中 O3-MB 的表面負電荷

及較長半衰期，可提高水中臭氧含量並且降低薄膜阻塞，延長陶瓷膜操作壽命。實驗結果顯示催化臭氧-陶瓷薄膜反應槽去除藻類效率，由流式細胞儀分析經過濾前、後藻細胞存活率，發現在未有催化劑的輔助下，臭氧濃度需要提高至 4mg/L 才會有良好的除藻效果。另在催化劑覆膜之平板陶瓷膜，當臭氧濃度在 2mg/L 即有良好的藻細胞去除效果，所需反應時間約在 10 分鐘內即有良好的除藻效果，藻細胞存活率可降至約 0.43%~0.88%。再者，單獨使用平板膜過濾結果發現無法將藻溶液中的有機物去除，原因推測是臭氧或催化臭氧反應階段導致藻細胞釋出之胞內物(IPS)或胞外物(EPS)提升水中有機碳濃度，後續之薄膜無法去II

I除。另一方面，當臭氧搭配催化劑時，比較不同藻種在複合式反應槽之去除效率，發現在相同的臭氧濃度，兩種藻類(微囊藻及綠球藻)的存活率有顯著的差異，當催化劑參與反應後能夠有效地提升臭氧的氧化能力，並且加速藻細胞死亡，同時實驗結果顯示臭氧搭配催化劑時，對於兩種藻液中之溶解性有機碳(DOC)有所不同，其中微囊藻在低劑量時即有明顯的 DOC 變化之情形，而綠球藻則需要在高劑量下 DOC 才有明顯增加，因此研判綠球藻的細胞可能較不易受臭氧裂解破壞。此外利用 SEM 觀察藻類經過陶瓷薄膜過濾後可以很完整的將其阻隔在薄膜表面，且增加微米臭氧氣泡施加，能減少死亡藻團聚合物的形成，同時藻細胞或藻代謝聚合物並未深入

膜孔內部，而僅截留在膜表層，此現象顯示，臭氧微米氣泡有助於膜的生物性阻塞。