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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張健桂
研究生(外文):chien-kuei chuang
論文名稱:以鐵氧磁體程序處理含重金屬實驗室廢液之研究
論文名稱(外文):A Study on Treating Heavy Metal in Laboratory Waste Liquid by Ferrite process
指導教授:樓基中樓基中引用關係
指導教授(外文):Jie-Chung Lou
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:環境工程研究所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:174
中文關鍵詞:淘洗法延長反應法鐵氧磁體程序鐵氧磁體程序延長反應式鐵氧磁體程序淘洗。
外文關鍵詞:ferrite processextend type of ferrite processelutriation
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摘 要
國內實驗室廢液處理的方式大多是將廢液分類收集至一定數量後委託代處理機構清運及處理。由於收集期間相當長且往往需承受來自不同產生源的廢液,因此實驗室廢液不但成分變化大,而且通常難以知悉其組成,欲達到妥善處理的目的殊為不易。
本文目的為使用鐵氧磁體程序(Ferrite Process,簡稱FP)開發一套足以完整處理含重金屬實驗室廢液之流程。以人工配製之模擬廢液作為研究的對象。廢液中包含十種常見的重金屬:Cd、Cu、Pb、Cr、Zn、Ag、Hg、Ni、Sn、Mn各為0.002M,重金屬總濃度合計為0.02M。評判處理成效的依據為:處理後之上澄液需符合放流水標準,污泥於TCLP試驗中溶出的重金屬濃度需低於管制標準。
經實驗發現傳統的鐵氧磁體程序無法完整處理模擬廢液,因此吾人發展延長反應式鐵氧磁體程序以改良處理效果,其理論基礎在於維持溶液中二價鐵的濃度以利反應之持續進行。結果發現延長反應式鐵氧磁體程序的確能改善污泥品質至合乎TCLP法規標準,且二種加藥方式中脈衝式比連續式效果更佳。然而,過度延長反應會增加許多操作成本,因此再設計淘洗法以使成本合理並進一步確保污泥品質合格。
基於上述之成果再組合目前商業技術已相當成熟的離子交換程序,本文提出一套處理流程供作實廠設計之參考。
Abstract
Key words: ferrite process, extend type of ferrite process,
elutriation

The way, treating waste liquid in laboratory, currently is almost the sending to treatment factory run by the local people after collecting classification. For a long time in collection and the various sources in production of the above liquid, the waste from laboratory displays not having large variation of component but also knowing hardly the true constitution. Thus, to achieve the objective of a proper treatment is not easy in truth
In this work, a ferrite process (denoted by FP) was used to develop a method that could completely treat the waste liquid of laboratory containing heavy metal in solutions. The waste liquid synthesized with ten common ions of heavy metal such as Cd, Cu, Pb, Cr, Zn, Ag, Hg, Ni, Sn and Mn for each concentration of 0.002 M, and total concentration of heavy metal mixed in solution was 0.02 M. The performance of treatment in FP was judging by that the concentration of all heavy metals in filtered solution and the heavy metal containing in sediment sludge should be both below the regulations of effluent standards and TCLP standards.
It was found that the conventional FP could not meet the goal of performance. As a result, we develop the type of extend reaction of FP to improve the performance of conventional FP. The base of theory was to maintain enough concentration of ferrous ion for beneficial reaction going continuously. We found that extend type FP accurately did improve the sludge quality to meet the TCLP standards and the plus-adding was better than the continuous-adding in two kinds of dosage input into reactor, but it would raise the operation cost for overextended reaction. Thus, we designed a wash-cleaning method to decrease the cost and to confirm a further quality of sludge in extend FP.
Base on the achievements of this study, combining the commercial technology of ion exchange, we recommended a complete flow-chart to the user or plant owner to design the treatment plant.
目 錄
謝誌 …………………………………………………………...I
中文摘要 …………………………………………………………..II
英文摘要 ………………………………………………………….IV
目錄 ………………………………………………………….VI
第一章 序論 …………………...………………………………….1
第二章 文獻回顧 ………………………………………………..8
第三章研究架構及實驗方法 …………………………………14
第四章結果與討論 ……………………………………………26
第五章結論 ……………………………………………………55
參考文獻 ……………………………………………..…………..57
附錄A(實驗數據) ……..………………………………………61
A-I 傳統式鐵氧磁體程序處理實驗室廢液數據 ……….………62
A-II 操作濃度對鐵氧磁體程序處理重金屬廢液之影響 ………..81
A-III 曝氣量對鐵氧磁體程序處理重金屬廢液之影響 ……...….. 83
A-IV 延長反應式鐵氧磁體程序處理重金屬實驗室廢液數據
連續加藥型 ………………………………………………....85
A-V 延長反應式鐵氧磁體程序處理重金屬實驗室廢液數據
脈衝加藥型 …………………………………………………89
A-VI 淘洗試驗數據 ……………………………………………….93
附錄B(圖庫) .…………………………………………………….98
B-I 因子效應圖 …………………………………………….….99
B-II 操作濃度對處理成效之影響圖 ………………………….122
B-III 曝氣量對處理成效之影響圖 ………………………….….127
B-IV 延長反應式連續加藥型處理成效圖 …………………..…129
B-V 延長反應式脈衝加藥型處理成效圖 ………….………....142
B-VI 淘洗試驗成效圖 ………………………………….…….....155
附錄 C 審查委員提問與建議 .……………………………………98
表 目 錄
表一 廢液分類順序表 …………………………………………..2
表二 各種化學沉澱法之比較 ………………………..…………4
表三 鐵氧磁體程序處理重金屬廢液的優缺點 ………………..6
表四 模擬廢液藥品清單 ……………………………………….15
表五 以傳統式鐵氧磁體程序處理模擬重金屬
實驗室廢液實驗計畫 …………………………………….20
表六 相關之放流水標準及TCLP溶出標準 ……………………26
表七 曝氣量對鐵氧磁體程序處理重金屬廢液
之影響實驗數據 …..………………………………………38
表八 比較三種加藥量相同的加藥程序的處理效果 ………….43
表九 重金屬氫氧化物的第一解離常數 ……………………….50
表十 造成鐵氧磁體程序處理效果不良的原因 ……………….52
表十一 污泥中非鐵氧磁體成分印證實驗的結果 ……………….53
圖 目 錄
圖一 形成鐵氧磁體尖晶石之物化條件圖 ……………….……….9
圖二 鐵氧磁體尖晶石結構示意圖 ………………………………12
圖三 鐵氧磁體尖晶石立方體結構示意圖 ………………………12
圖四 鐵氧磁體程序(ferrite process)流程圖 ………………….16
圖五 鐵氧磁體程序反應器示意圖 ………………………………18
圖六 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Cd的效應(上澄液) ………………………………….29
圖七 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Cd的效應(TCLP) ……………………………………30
圖八 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Hg的效應(上澄液) ………………………………….31
圖九 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Hg的效應(TCLP) ……………………………………32
圖十 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Cu的效應(上澄液) …………………………………...33
圖十一 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Cu的效應(TCLP)…………………………………….34
圖十二 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Pb的效應(上澄液)…………………………………..35
圖十三 pH、加藥量、溫度及反應時間
對Pb的效應(TCLP)……………………………………36
圖十四 曝氣量對處理成效之影響(Cu) ………………………39
圖十五 曝氣量對處理成效之影響(Zn) ………………………39
圖十六 以Cd為例比較延長反應式連續加藥型於不同加藥速率
之處理效果 ………………………………………………...42
圖十七 Cd於pH=4.93之淘洗試驗 ………………………….....45
圖十八 Cu於pH=4.93之淘洗試驗 …………………………….46
圖十九 Pb於pH=4.93之淘洗試驗 ………………….………....46
圖二十 Pb於pH=2之淘洗試驗 ……………………………......47
圖二十一 Fe於pH=2之淘洗試驗 …………………….……….47
圖二十二 鐵氧磁體程序處理重金屬實驗室廢液流程圖 ………54
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