臺灣博碩士論文加值系統

電混凝 (electrocoagulation) 處理廢水隨水質特性及操作參數之變化而影響其效率，本研究擬以肉品加工廢水進行電混凝處理，並配合調控不同pH與過氧化氫 (H2O2 ) 條件，以了解各項操作參數在電混凝處理肉品加工廢水效率之影響。電混凝處理入水pH值設定在10對肉品加工廢水濁度去除率最佳，其次為pH 3， pH 7最差，出水pH值則以pH 10為佳，而在不同pH條件下，電流1.0A對濁度去除率較佳。以上述去除濁度95%以上之各條件下探討其他水質指標之移除率，結果發現Total organic carbon (TOC) 之去除率以pH (in-3, out-10) 較佳，NH3-N與COD之去除則以pH (in-10, out-10) 較佳。H2O2之使用有助電混凝處理效果，尤以入水pH值7之條件下對濁度之去除效果最為顯著，而H2O2添加0.4 mL較佳，而不同電混凝時間(10-20分鐘)對水質指標之移動影響不大。綜合最適操作參數，電混凝在pH (in-10, out-7)、H2O2添加0.4 ml及電流1.0A之條件下，原液中濁度由455 mg/L降低至4 mg/L，去除率99.2%，TOC去除率52%，NH3-N 31%及COD 74%。經評估水質指標去除率後計算膠體積垢之指數（Silt density index，SDI）值＞ 7.5，證實電混凝法用於處理肉品工廠廢水有效果。
關鍵詞：電混凝、肉品加工廢水、水質指標、pH、H2O2

The efficiency of electrocoagulation on waste water treatment is dependent on the characteristics of water quality and operation parameters. The purposes of this study are to apply the electrocoagulation technology on the treatment of meat wastewater, and to understand the influence of different pH and the addition of H2O2 on the operation efficiency. For inflow treated water of electrocoagulation, pH set to be 10 could obtain the best removal rate of turbidity, followed by pH 3 and pH 7. For outflow treated water, pH 10 is the best trying. On the conditions of different pH values, electric current 1.0A could obtain the best removal rate of turbidity. For the other water quality index, under the condition of 95% off of turbidity, we found that the best removal rate of total organic carbon (TOC) was at the condition of pH in- 3 and pH out-10. Better removal rate for NH3-N and COD was set at pH in- 10 and pH out- 10. The addition of 0.4 ml H2O2 could enhance the operation efficiency of electrocoagulation treatment, especially for inflow water with pH 7. The electrocoagulation time showed no marked effect on the efficiency of operation. Integrated the optimization parameters, under the conditions of pH (in-10, out-7), addition of 0.4 ml H2O2 and electric current set to be 1.0A, electrocoagulation could decrease the turbidity from 455 mg/L to 4 mg/L with removal rate of 99.2%. Consequently, the removal rate of TOC was 52%, NH3-N 31%, and COD 74%. Calculated from the removal of quality index, silt density index (SDI) was found greater than 7.5. The result showed that electrocoagulation could be a method for the treatment of meat processing wastewater.

Keywords : Electrocoagulation, meat wastewater, water quality index, pH, H2O2

目 錄
頁碼
謝 誌 i
摘 要 ii
ABSTRACT iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vii
表 目 錄 viii
壹、前言 1
一、研究緣起 1
二、研究目的 2
貳、文獻回顧 3
一、食品工業廢水 3
二、食品廢水特性 4
(一) 食品工業用水分類 4
(二) 食品工廠廢水特性 4
(三) 廢水處理方法 5
(四) 薄膜處理技術 9
(五) 綜合處理技術 12
三、電混凝的處理技術 14
(一) 電混凝之簡述 14
(二) 電混凝原理介紹 17
(三) 電混凝之作用機制 20
(四) 電化學 (Electrochemistry) 23
(五) 電流效率 (Current efficiency) 23
(六) 電泳現象 (Electrophoresis) 24
(七) 電混凝之應用 24
四、電混凝技術與高級氧化程序介紹 27
(一) 電混對電場之效應機制 27
(二) 電混氧化程序介紹 29
五、廢水回收再利用之可行性 29
參、材料與方法 31
一、肉品加工廢水 31
二、實驗藥品 31
三、電混凝程序操作與設備 32
(一) 電混凝系統 32
(二) 電混凝程序操作 32
四、實驗儀器 33
五、實驗步驟 34
六、分析方法 35
(一) pH 35
(二) 導電度 35
(三) 濁度計 36
(四) 粒徑 36
(五) TOC 36
(六) COD 37
(七) 氨氮 37
七、SDI檢測 38
肆、結果與討論 41
一、電混凝系統對肉品加工廢水濁度去除效率 43
二、不同pH及電流對於濁度及TOC、NH3-N、COD去除效果之影響 45
三、不同pH之下添加雙氧水對水質之影響 46
四、改變電混時間對水質之影響 48
五、最佳條件下之SDI值 51
六、食品廢水二級出流水再生利用可行性評估 52
伍、結論與建議 54
陸、參考文獻 55
柒、表 63
捌、圖 84


圖 目 錄
頁碼
圖2-1、生物濾床之構造 84
圖2-2、濾材間隙的模式圖 85
圖2-3、砂層內的絮團去除過程 86
圖2-4、過濾帶機的過濾流程 87
圖2-5、臭氧機之基本配置流程 88
圖2-6、臭氧反應吸收塔之設計 89
圖2-7、薄膜過濾示意圖 90
圖2-8、電場中鐵隔板電荷分佈示意圖 91
圖2-9、雜質偶極化示意圖 92
圖2-10、雜質聚合示意圖 93
圖2-11、電混凝與化學混凝之比較 94
圖2-12、電混凝/氧化複合技術理論 95
圖3-1、電混凝系統 96
圖3-2、實驗流程圖 97
圖3-3、分析儀器設備 98
圖3-4、實驗步驟圖 99
圖3-5、實驗步驟圖 100
圖3-6、SDI測試裝置基本配置圖 101
圖4-1、不同pH與電流電混後沉降1分鐘對肉品加工廢水粒徑吸附之效果 102
圖4-2、不同pH與電流電混後沉降1分鐘對肉品加工廢水粒徑吸附之效果 103
圖4-3、不同pH與電流電混後沉降1分鐘對肉品加工廢水粒徑吸附之效果 104


表 目 錄
頁碼
表2-1、水產罐頭廢水水質 63
表2-2、放流水標準 64
表2-3、各薄膜程序可去除之物種 65
表2-4、各廢水處理程序優劣之比較 66
表2-5、關鍵參數對電混凝 (electrocoagulation) 的影響 67
表3-1、電化學混凝法之應用研究(1) 68
表3-2、電化學混凝法之應用研究(2) 69
表4-1、肉品加工廢水樣品 70
表4-2、電混凝處理系统對不同pH (in-3, out-3,7,10) 與電流對肉品加工廢水濁度及1分鐘粒徑去除效果之影響 71
表4-3、電混凝處理系统對不同pH (in-7, out-3,7,10) 與電流對肉品加工廢水濁度及1分鐘粒徑去除效果之影響 72
表4-4、電混凝處理系统對不同pH (in-10, out-3,7,10) 與電流對肉品加工廢水濁度及1分鐘粒徑去除效果之影響 73
表4-5、電混凝處理系统對不同pH (in-3,10, out-7,10) 與電流對肉品加工廢水濁度、TOC、NH3-N與 COD去除效果之影響 74
表4-6、電混凝處理系统添加H2O2對肉品加工廢水濁度、TOC、NH3-N 與 COD去除效果之影響 75
表4-7、電混凝處理系統添加H2O2對肉品加工廢水濁度及TOC、NH3-N 與 COD去除效果之影響 76
表4-8、電混凝處理系统添加H2O2對肉品加工廢水濁度、TOC、NH3-N 與 COD去除效果之影響 77
表4-9、不同電混凝時間對肉品加工廢水濁度、TOC、NH3-N與COD去除效果之影響 78
表4-10、不同電混時間對肉品加工廢水濁度及TOC、NH3-N、COD去除效果之影響 79
表4-11、不同pH (in-3, out-3,7,10) 與添加過氧化氫電混後沉降10分與30分對肉品廢水粒徑及濁度吸附之影響 80
表4-12、不同pH (in-7, out-3,7,10) 與添加過氧化氫電混後沉降10分與30分對肉品廢水粒徑及濁度吸附之影響 81
表4-13、不同pH (in-10, out-3,7,10) 與添加過氧化氫電混後沉降10分與30分對肉品廢水粒徑及濁度吸附之影響 82
表4-14、不同pH (in-10, out-7,7,10) 與不同電混時間後沉降10分與30分對肉品廢水粒徑及濁度吸附之影響 83

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