晶圓廠的廢水裡有什麼
半導體製程用掉大量超純水，排出來的廢水依來源分流處理。跟微生物有關的主要是三類：
- 氨氮：晶圓清洗用氨水（SC-1 等配方）、化學機械研磨（CMP）與部分蝕刻製程都會產生含氨廢水。放流水有氨氮上限，化學方法（吹脫、折點加氯）成本高或產生副產物。
- TMAH（四甲基氫氧化銨）：光阻顯影液的主成分，用量大、毒性高，是台灣半導體廢水最受關注的成分。
- 有機物：異丙醇、清洗劑、研磨液裡的有機添加物，以 COD 表示。
這三類都可以用微生物處理，而且成本比化學法低，所以大型晶圓廠與面板廠的廢水廠普遍有生物處理單元，常見的是薄膜生物反應槽（MBR）與各種固定床或流動床生物濾床。
誰在吃這些東西
| 成分 | 微生物 | 作用 |
|---|---|---|
| 氨氮 | 硝化菌（Nitrosomonas、Nitrobacter 等）、厭氧氨氧化菌（anammox） | 氨轉亞硝酸、硝酸，再由脫硝菌或厭氧氨氧化轉成氮氣 |
| TMAH | 經馴化的混合菌群或分離株（文獻中有 Pseudomonas、Hyphomicrobium、Methylobacterium 等） | 分解為三甲胺、二甲胺，最終礦化為氨與二氧化碳 |
| 有機物（IPA 等） | 一般活性污泥的異營菌 | 氧化為二氧化碳與水 |
硝化菌是自營菌，生長慢、對 pH 與溫度敏感，生物槽啟動要幾週才能建立足夠的菌量。TMAH 分解菌要經過馴化，濃度要慢慢往上加。這也是為什麼廢水廠會向菌種製劑廠商買「菌粉」或「菌液」來接種與補菌。
培養基與氮源用在哪裡
生物槽本身吃的是廢水，不需要培養基。培養基和氮源用在生物槽的上游與周邊：
- 菌種製劑的擴培：製劑廠商把分離或馴化好的菌株在發酵槽裡放大，再做成菌粉或菌液。種子培養與保存用標準培養基（Nutrient Broth、Tryptic Soy Broth），大槽擴培用工業級氮源（蛋白腖、酵母抽出物、大豆蛋白腖），用量以公斤到噸計。
- 生物槽的啟動與馴化：新槽或翻槽後，進水的碳氮比常常不對，要補氮源讓污泥長起來。補的通常就是蛋白腖或酵母抽出物這類便宜、溶解快、總氮有規格的原料。
- 進水衝擊後的補菌：製程改變或事故讓生物槽菌量掉下來時，用菌種製劑加營養劑讓系統快速回復。
- 品管與研究：菌種製劑的活菌數計數、生物槽污泥的菌相檢查，用 Plate Count Agar、Nutrient Agar、R-2A。
硝化菌本身的培養基是無機鹽配方（銨鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、微量元素），不含蛋白腖；蛋白腖與酵母抽出物用在共生的異營菌、混合污泥的馴化，以及製劑裡的載體與保護劑。
選用原則
- 擴培與品管用標準配方：配方固定、每批附 COA，換批不用重新驗證。
- 大槽與補氮用工業級氮源：看總氮與胺基氮規格換算投加量，25 kg 散裝降低成本。植物性與酵母來源可避免動物成分的管理問題。
- 投加量用碳氮比算：先算進水 COD 與目標碳氮比（一般異營污泥約 100:5:1 的 C:N:P），再依規格書的總氮百分比換成公斤數。
- 常備庫存：廠務的補菌需求通常很急，供應商要有現貨。
同一個供應鏈的另一件事：潔淨室與純水監控
晶圓廠和它的材料供應商也要做微生物監控：潔淨室的落菌與表面接觸培養（TSA、含中和劑的 TSA、SDA），超純水與冷卻水的異營菌計數（R-2A，依 USP <1231> 與 ISO 6222），原料與產品的微生物限度試驗（USP <61>/<62>）。這些用的都是標準培養基，詳見〈潔淨室與超純水微生物監控〉應用頁。
常見問題
生物處理能把 TMAH 處理到多低？ 文獻與廠內數據顯示經馴化的系統可以把數百 mg/L 的 TMAH 降到個位數 mg/L 以下，但進水濃度、停留時間與溫度影響很大，以各廠的設計與實測為準。
上鼎有賣硝化菌或 TMAH 分解菌嗎？ 沒有，我們供應擴培與馴化用的培養基和氮源，菌種由菌種製劑廠商或廠內自行保存。
可以協助配方嗎？ 可以。提供您的菌株類型、發酵體積與目標菌量，我們可以建議種子培養基與氮源的起始配方與投加量。