臺灣博碩士論文加值系統

電聚浮除法是個相當新穎的廢水處理技術，為電化學處理方法的一種。其原理係利外加電壓而產生電場，污染物受到電場的作用，正負電性重新排列，使粒子偶極化，利用流場之混合使污染物質自凝，集結成更大的膠羽以浮除的方式去除之。電聚浮除法曾運用在染整工業區廢水、生活污水處理上，具有處理時間短、佔地面積小及顯著的處理能力。本研究係利用電聚浮除法，來處理複雜的石化廢水，再配合逆滲透處理單元，期望達到廢水再用之成效。本研究係以水量4885 CMD之某石化廢水處理廠之油水分離槽(CPI)出流水為實驗對象。針對進流水操作電壓(分別為50、100、150、200及250 V)、水力停留時間(分別為20、30、40、50 及60 sec) 及改變不同的電極接法等操作變數，探討電聚浮除法之各操作變數對COD、SS、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵鹽等水質指標的去除效率及各操作變數之間的影響，並找出最佳的操作條件。後續再以該最佳操作條件之處理水，利用逆滲透處理單元處理，以期達到廢水回收再用之目的。研究結果顯示，在最佳操作條件下，CPI出流水及生物池出流水之各操作變數分別以操作電壓為150 及100 V；水力停留時間則同為30 sec，有較好的處理效果。在處理水水質中，操作電壓及水力停留時間對於處理效果有極大的影響，必需有密切的搭配，才會有良好的處理成效。將實驗所得數據對各種變數進行迴歸分析，其分析結果如下：原水經處理後所殘留之COD值隨著所釋出鐵量、操作電壓及水力停留時間的增加而減少，其CPI出流水及生物池出流水之R2分別為0.91及0.69；0.92及0.88；0.95及0.91。經電聚浮除系統處理後處理水之水溫則隨操作電壓及水力停留時間的增加而增加，其CPI出流水及生物池出流水之R2分別為0.97及0.87；0.90及0.93。而系統所釋出的鐵量隨著電量的增加而增加，其R2=0.91及0.87。綜合以上實驗結果可知，電壓愈高，電場強度愈大，粒子偶極化愈明顯；水力停留時間愈長，愈有足夠的反應時間，處理後的水質愈佳。但依水樣的不同，而有不同的最佳操作參數值。後續再以逆滲透系統處理，在壓力從115增加到150 psi時，CPI及生物池出流水經RO處理過後， COD去除率分別為97.4增加至98.8%及69.6增加至93.5%。SS去除率分別為73.3增加至84%及25增加至95%。不論是COD或是SS之去除率，皆隨著操作壓力的增加而上昇，處理成效相當高。可將其用做為次級用水，達廢水回收再利用之目的。在耗電量方面，在本研究中所選定之最佳處理條件下，CPI出流水及生物池出流水經計算可得每噸處理水量所需消耗的電量分別為2.86及1.67度，若以工業用電每度3元計，則每噸處理水量所需的電費為8.6及5.0元。

目錄I圖目錄V表目錄VIII第一章 緒論1-1研究緣起11-2研究目的與內容2第二章 文獻回顧2-1石化廢水之特性42-1-1石化工業42-1-2石化工業廢水特性52-2 現行石化業廢水的處理技術現況概述62-3 電化學方法處理廢水82-3-1 電化學方法應用在廢水處理上的基本原理82-3-2 各類電化學方法之比較112-4電聚浮除法152-4-1簡介152-4-2電聚浮除法之原理182-4-3電聚浮除法的影響因子212-4-4電聚浮除法之適用條件262-4-5電聚浮除法之應用與實例282-5逆滲透處理單元322-5-1薄膜的特性332-5-2逆滲透薄膜352-5-3逆滲透膜的構造352-5-4薄膜分離之基本原理412-5-5薄膜分離技術之應用45第三章 研究方法與實驗設計3-1實驗對象之石化廢水處理廠簡介473-1-1廢水處理廠之水質與水量473-1-2廢水處理廠廢水來源483-2研究方法與設計523-3實驗步驟553-4分析方法及實驗設備583-4-1分析項目及方法583-4-2實驗設備59第四章 結果與討論4-1電聚浮除法之各項參數對處理能力之探討624-1-1 電場強度與處理成效之關係624-1-2 水力停留時間與處理成效之關係704-2 電聚浮除法各項參數間之相互關係774-2-1 釋出鐵量與操作參數之關係774-2-2 理論釋出鐵量與實際釋出鐵量之關係834-2-3 處理水溫度與操作參數之關係864-2-4 處理水PH與操作參數之關係904-2-5 處理水ORP與操作參數之關係904-2-6 最佳操作參數決定954-3 參數之模式推估974-3-1 操作電壓對反應後COD值之模式推估974-3-2 操作電壓對處理水溫度之模式推估994-3-3 水力停留時間與反應後COD之模式推估1014-3-4 水力停留時間與處理水溫度之模式推估1034-4 成本分析1054-5 逆滲透處理程序對處理能力之探討1094-5-1逆滲透法之操作參數1094-5-2逆滲透法之操作壓力與流量之關係1094-5-3逆滲透法之操作壓力與處理結果之關係114第五章 結論與建議5-1 結論1195-2 建議120參考文獻122

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