為何超純水沒有營養來源還是會有長菌問題?

為何超純水沒有營養來源還是會有長菌問題?

關鍵字 #工業水處理 #超純水 #半導體濕製程

微生物的基本營養類型可以根據其代謝所採用的碳、還原劑和能量來源劃分:
碳源就是生物生長和發育所需要的碳元素的來源。
還原劑來源或稱電子等價物來源,指在代謝途徑中還原劑(比如以NADH或NADPH的形式)的來源。
而能量來源 指生物在分解代謝中用來製造能量等價物ATP的途徑。【1】

以上這些說明,都是在表達微生物可以從非常多的途徑來取得生長所需的元素,而製程用的超純水因為現場環境的關係,其實並沒有大家想的這麼的寡營,它們可以依靠微量的有機物亦或是二氧化碳來當作營養源生存,例如硝化細菌(nitrifying bacteria)。

硝化細菌由兩種類別菌種(AOB、NOB)進行硝化作用產生能量生長,如果以鋁酸製程探討;4Al+6HNO3+4H3PO4 → 4AlPO4+9H2O+4NO+3NO2 (其製程反應式),普遍文獻認為在此製程下硝酸與金屬反應時,各還原產物(NO2、NO、N2O、N2、NH3)都可以生成,而硝化細菌由兩種類別菌種(AOB、NOB)進行硝化作用產生能量生長,而鋁酸製程產生的NO2、NH3恰好提供了其生長所需要的化合物。

圖1 : 為硝化菌在空氣(控制組)及7 mg/l-CO2(實驗組)的成長速率比較,可以看出當供給碳源時會明顯提高其生長速率。

圖2 : 但CO2過高時因細菌來不及利用亦會產生毒性作用抑制生長。