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研究生:黃仁楷
研究生(外文):Jen K. Huang
論文名稱:硼酸氫鈉對水溶液中重金屬離子的去除效能
論文名稱(外文):Heavy Metal Removal from Aqueous Solution by Sodium Borohydride
指導教授:林勝雄林勝雄引用關係
指導教授(外文):Sheng H. Lin
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:155
中文關鍵詞:硼酸氫鈉水溶液中重金屬離子
外文關鍵詞:Sodium Borohydride
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本研究計劃是以化學氧化還原沉降法移除存於廢水中的重金屬離子,所採用的化學藥劑也較傳統的化學混凝劑、高分子螯合劑有所不同。傳統的化學混凝劑、高分子型螯合劑在將廢水中的金屬離子去除後仍會伴隨發生含重金屬污泥處理之問題,而且污泥中的金屬濃度不高,要再回收利用也存在相當程度的困難度,而且在處理污泥的過程又通常會再伴隨發生廢氣排放的困擾,然而透過硼酸氫鈉(SBH)以氧化還原程序來處理廢水中的金屬離子,所得之沉降物為純金屬、金屬氧化物、金屬錯合物的混合物,這不但對減廢是一大幫助,更為資源回收立下莫大的契機;更重要的,不同於使用電解法、螯合劑、離子交換樹酯法,以氧化還原法進行回收不但不受水中金屬濃度的限制,同時在能源消耗量上、藥劑使用量上也相對地低了許多。無論廢水中金屬離子濃度高低,經處理後都可將廢水中的金屬離子濃度降低至1mg/L以下。
硼酸氫鈉的成分濃度、添加速率與廢水的pH值,會直接影響廢水中金屬離子的去除效果;針對這幾項影響因素,在實驗進行時採用批次式裝置,分別討論硼酸氫鈉水溶液中硼氫化鈉含量(12、6、3%)對應氫氧化鈉含量(40、20、10%)的成分濃度組成、硼酸氫鈉添加速率(0.05、0.1、0.5、1.0ml/min)、重金屬離子水溶液的初始pH值(2、3、4、5)這三者對於硼酸氫鈉去除水溶液中重金屬離子效能的影響。
研究結果,硼酸氫鈉水溶液的成分濃度組成與重金屬
離子水溶液的初始pH值這兩者才是影響硼酸氫鈉去除水溶液中重金屬離子效能的兩個關鍵因素。硼酸氫鈉水溶液組成部分是以成分比例NaOH 40%+SBH 6%、NaOH 40%+SBH 3%、NaOH 20%+SBH 3%這三組組成具有最佳的處理效率,而且都可以有效的將水中的重金屬離子含量降低至1mg/L以下;至於含重金屬離子水溶液(廢水)的初始pH值在5~6之間會有較理想的處理效能,若是初始pH值太低則會因為酸鹼中和反應需要消耗NaOH而使硼酸氫鈉水溶液添加量明顯提高而不符合經濟效益。至於硼酸氫鈉水溶液的添加速對去除效能的影響則顯得相當輕微;而硼酸氫鈉水溶液添加入重金屬水溶液後的最佳反應時間則約在50~60秒之間。
只要能掌握硼酸氫鈉水溶液的成分組成濃度與廢水pH值這兩項要素,除了能讓廢水達到排放標準外,對於廢水中的金屬回收也有很大之幫助,最重要的,這將會是最簡便、最有經濟效益的減廢方式。
中文摘要
英文摘要
誌 謝
目 錄
圖 目 錄
表 目 錄
符號說明
第一章 緒論
1-1 前言
1-2 含重金屬離子廢水處理方式文獻回顧
1-2-1 化學混凝法與螯合劑
1-2-2 離子交換樹酯法
1-2-3 電解法
1-2-4硼酸氫鈉氧化還原法
1-3 研究目的與內容
第二章 基本原理
2-1 硼酸氫鈉基本性質
2-2 硼酸氫鈉氧化還原原理
2-2-1 氧化還原原理
2-2-2 硼酸氫鈉氧化還原反應
2-3 硼酸氫鈉的應用
2-3-1 金屬-硼合金觸媒
2-3-2 氫燃料發動機
2-3-3 硼酸氫鈉開鍵應用-醛、酮基轉換成醇基
2-4 工業製程上含金屬水溶液的配製
第三章 實驗步驟與設備
3-1 實驗設備
3-2 實驗流程與步驟
3-2-1 模擬廢水製備
3-2-2 水中金屬離子去除實驗
3-3 分析方法
3-3-1 水質分析方法
3-3-2 分析設備
3-4 實驗藥品
第四章 實驗結果與討論
4-1 不同重金屬離子的去除效能
4-2 含重金屬水溶液初始pH值的影響
4-3 反應時間對去除效能的影響
4-4 硼酸氫鈉添加速率對去除效能的影響
4-5 不同成分組成的硼酸氫鈉水溶液對水中重金屬離子的去除效能
4-6 硼酸氫鈉水溶液去除水中重金屬離子過程重金屬水溶液的pH值變化
4-7 硼酸氫鈉水溶液對正崴大陸廠電鍍廢水中重金屬離子的去除效能
4-8 結果與討論
4-8-1 不同重金屬離子的去除效能
4-8-2 含重金屬水溶液初始pH值的影響
4-8-3 硼酸氫鈉水溶液的成分濃度對於水中重金屬離子去除效能的影響
第五章 結論與建議
5-1 結論
5-2 建議
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