臺灣博碩士論文加值系統

一般高濃度含氟廢水皆以過量的鈣基化學混凝劑反應除氟，使得藥劑與污泥處置的成本大增。另外，廢鋁熔煉集塵飛灰因內含大量重金屬，以固化掩埋將大幅增加處置成本。 因此，本研究以廢鋁熔煉飛灰處理含氟廢水的氟離子，形成較安定的氟化金屬物，可減少鈣鹽使用，並降低飛灰對環境產生的危害。
實驗主要探討含氟廢水/集塵飛灰重量比與反應時間對氟離子去除效率及最終氟離子濃度之影響，以及探討陰離子混凝劑添加量與混凝時間對濁度之影響。 結果顯示：以含氟廢水/集塵飛灰重量比 = 17，且反應時間30 min後，氟離子的去除效率大於99.8%，可將氟離子濃度降至13 mg/L，符合放流水標準 (15 mg/L)。 另外，使用0.1%陰離子高分子聚合物做為混凝劑，添加1 ml，且混凝10 min後，產生污泥上浮，可使濁度由混凝前大於1,000 NTU降低至47 NTU，且懸浮固體濃度僅3.2 mg/L (排放標準：30 mg/L)。 分析反應後浮渣、濾餅及溶液中重金屬含量顯示：Ca, Fe, Mn, Na, P及Zn元素，在反應後的浮渣及濾餅，其含量均較原集塵飛灰為低，且廢液中的金屬含量均較原廢水上升，顯示這些金屬成分明顯由原飛灰與氟離子反應後釋出。

High concentration of fluorine-containing waste water is usually treated by adding excessive calcium-containing coagulants for removing fluorine ions. On the other hand, a large amount of heavy metals in the fly ashes produced form the waste aluminum remelting process need to be treated by solidification method. Both the two process will spend a lot of money. Hence, in this study, by adding fly ashes to react with fluorine ions for forming metal fluoride for reducing the cost was carried out.
The effects of experimental parameters, including the waste water/fly ash weight ratio (LSR) and reaction time, on the removal efficiency of fluoride ions and the final concentration of fluoride ions were discussed. Moreover, the addition of anion polymer coagulants and the retention time for reducing the turbidity were also studied. The results showed that at LSR = 17 and reaction time = 30 mins, the concentration of fluoride ions was decreased from 6800 mg/L to 13 mg/L with a removal efficiency of 99.8%. In addition, after 10 mins when the polymer coagulants (0.1%, 1 ml) were added into the waste water, the turbidity was significant reduced from > 1000 NTU to 47 NTU with a concentration of suspended solid of only 3.2 mg/L. Finally, the contents of metals, such as Ca, Fe, Mn, Na, P, and Zn, in the solids collected by filtration decreased, as well as the concentration of metals in the liquid increased, indicating the metals were released from the fly ashes to the liquid (metal ions or nano metal fluoride).

第一章 前言 ............................................................................................................. - 1 -
1-1 研究動機 ................................................................................................... - 1 -
1-2 研究目的 ................................................................................................... - 2 -
第二章 文獻回顧 ..................................................................................................... - 3 -
2-1 含氟廢水主要來源與特性 ....................................................................... - 3 -
2-2 廢鋁熔煉集塵飛灰 ................................................................................... - 4 -
2-2-1 集塵飛灰來源 ................................................................................ - 4 -
2-2-2 飛灰的危害風險 ............................................................................ - 5 -
2-3 含氟廢水與飛灰之處理方法與技術 ....................................................... - 8 -
2-3-1 含氟廢水處理 ................................................................................ - 8 -
2-3-2 飛灰處理 ...................................................................................... - 17 -
2-4 以各金屬與氟離子共同反應處理 ......................................................... - 22 -
3-1 實驗裝置 ................................................................................................. - 24 -
3-1-1 實驗藥品 ...................................................................................... - 24 -
3-2 實驗流程 ................................................................................................. - 24 -
3-3 儀器及分析方法 ..................................................................................... - 26 -
3-3-1 儀器 .............................................................................................. - 26 -
3-3-2 分析方法 ...................................................................................... - 28 -
第四章 結果與討論 ............................................................................................... - 30 -
4-1 原含氟廢水的元素全量分析 ................................................................. - 30 -
4-2 集塵飛灰的元素全量分析 ..................................................................... - 31 -
4-3 液固比 (含氟廢水/飛灰重量) 對氟離子移除效率之影響 ................. - 32 -
4-4 陰離子聚合物不同添加量對濁度之影響 ............................................. - 35 -
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4-5 飛灰與含氟廢水反應後加入陰離子聚合物之沉降時間之影響 ......... - 38 -
4-6 反應後飛灰及廢水之元素分析 ............................................................. - 39 -
第五章 結論與建議 ............................................................................................... - 46 -
參考文獻 ................................................................................................................. - 48 -
附錄一 金屬含量分析 ........................................................................................... - 52 -

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