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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐明逸
研究生(外文):Ming-Yi Hsu
論文名稱:以循環模式電解氧化處理地下水三氯乙烯之可行性研究
論文名稱(外文):Research on the Feasibility of Circulation System on Electrolyzing Oxidation Treatment of Trichlorethylene in Groundwater
指導教授:吳庭年
指導教授(外文):Ting-Nien Wu
口試委員:黃益助潘時正
口試委員(外文):Yi-Chu HuangShih-Cheng Pan
口試日期:2017-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:崑山科技大學
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:三氯乙烯電解氧化地下水整治
外文關鍵詞:TCE,electrolysisgroundwater cleanup
相關次數:
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本研究分別使用氧化銥電極及白金電極電解氧化三氯乙烯污染之地下水樣品,分別進行批次實驗和連續流實驗,探討電解氧化批次實驗及連續流實驗在不同的操作條件對三氯乙烯之降解效果。批次實驗條件以定電壓1.5 V、2.0 V、2.5 V、3.0 V條件操作,實驗結果顯示,氧化銥電極批次實驗經過2小時對TCE之去除率分別為82.29 % 、 85.37%、99.84 % 、99.9%。白金電極批次電解實驗經過2小時對TCE之去除率分別為40.51%、64.31%、76.47% 、99.9%。三氯乙烯去除效率隨電壓提升而增加,氧化銥電極操作電壓在2.5V以上幾可完全移除反應器中三氯乙烯,與白金電極操作電壓須在3.0V以上才可完全移除反應器中三氯乙烯。
連續流實驗則是以1200ml/hr、2400ml/hr、4800ml/hr模擬地下水流動之情況,操作電壓氧化銥電極為2.5V、白金電極為3.0V。由連續流實驗結果顯示,白金電極試驗組及氧化銥電極試驗組皆可完全去除地下水中TCE及DCE,以連續流循環電解實驗為例,氧化銥電極試驗組之最佳擬一階反應常數(K值) TCE為 0.0568 min-1、DCE為 0.0848 min-1,白金電極試驗組之最佳擬一階反應常數(K值) TCE為 0.0998 min-1、DCE為 0.0827 min-1。
電解反應後pH降低、ORP下降至還原性條件,且氯離子濃度明顯提升,呈現脫氯降解反應的特徵。反應器中水樣以氣相層析質譜儀鑑定分析,並未測得三氯乙烯中間產物殘留。經由收集反應器的產氣,以CO_2氣體偵測器可測得CO_2的生成,獲致三氯乙烯可藉由電解機制礦化的佐證。

In this study, IrO2 electrode and Pt electrode were selected as working electrode to conduct electrolysis experiments of TCE-contaminated groundwater. The removals of TCE were examined under various potential controls in the batch reactor as well as in the continuous-flow reactor. The results of IrO2 batch experiments showed that removal efficiencies are 82.29%, 85.37%, 99.84% and 99.9% after electrolyzing 2 hour at 1.5 V, 2.0 V, 2.5V and 3.0 V, respectively. The results of Pt batch experiments showed that removal efficiencies are 40.51%, 64.31%, 76.47% and 99.9% after electrolyzing 2 hour at 1.5 V, 2.0 V, 2.5V and 3.0 V, respectively. Removal efficiencies of TCE were increasing with control potentials. The complete removal of TCE can be attained above 2.5 V in the IrO2-electrolytic system and at 3.0 V in the Pt- electrolytic system.
Continuous flows were set at 1200 ml/hr, 2400 ml/hr and 4800 ml/hr to simulate different levels of groundwater flow. The electrolyzing potentials were operated at 2.5 V in the IrO2-electrolytic system and at 3.0 V in the Pt- electrolytic system. The results of continuous flow experiments showed that TCE and DCE were completely removed from groundwater samples both in the IrO2-electrolytic system and the Pt- electrolytic system. The pseudo first-order kinetic rate constants are 0.0568 min-1 for TCE and 0.848 min-1 for DCE in the IrO2--electrolytic system. The pseudo first-order kinetic rate constants are 0.0998 min-1 for TCE and 0.0827 min-1 for DCE in the Pt--electrolytic system.
The characteristics of reductive dechlorination were noticed as pH drop, ORP drop and chloride generation after electrolysis experiments. Water samples were taken from the reactor for the GC/MS analysis, and TCE as well as its degradation intermediates were not detected. Gaseous samples were taken from the headspace of the reactor for CO2 detection, and the presence of CO2 provided the supportive finding of TCE mineralization.



中文摘要 I
英文摘要 II
致謝 IV
目錄V
圖目錄VII
表目錄IX
第一章 前言 1
1-1研究緣起 1
1-2研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2-1常見的地下水有機污染物 3
2-2國內地下水中二氯乙烯、三氯乙烯的法規管制標準 5
2-3常見之含氯有機物化合物污染整治技術 7
2-4地下水中含氯有機化合物處理之相關文獻 16
第三章 實驗方法 22
3-1實驗方法與流程 22
3-2實驗藥品與試劑 25
3-3實驗儀器與設備 26
3-4電解實驗裝置 27
3-5實驗樣品採樣與分析 29
3-5-1樣品採集分析方式 29
3-5-2檢量線配置 30
3-5-3曝氣捕捉儀操作條件 33
3-5-4氣相層析質譜儀(GC/MS)操作條件 34
3-5-5離子層析儀操作條件 35
3-5-6水質檢測儀器 36
3-5-7電導度校正 38
3-5-8二氧化碳監測儀 40
第四章 白金電極電解實驗結果 42
4-1白金電極循環伏安圖測定 42
4-2 批次電解實驗 44
4-3 連續流電解實驗 47
第五章 氧化銥電極電解實驗結果 51
5-1氧化銥電極循環伏安圖測定 51
5-2批次電解實驗 52
5-3 連續流電解實驗 55
5-4比較氧化銥電極與白金電極對 TCE & DCE 降解的效率 59
第六章 結論與建議 61
6-1結論 61
6-2建議 63
第七章 參考文獻 64
附錄一 電解實驗數據 66



氯乙烯、1-1二氯乙烯、順1-2二氯乙烯、反1-2二氯乙烯、三氯乙烯
http://www-o.ntust.edu.tw/~ch/safe/EL9.htm
夏安宙、蕭宏杰、陳昌揚、\鄭淑貞、鄭仁雄,”受含氯有機物汙染地下水調查案例介紹”,區域與環境資源永續發展研討會,2011。
高雄市政府環境保護局
http://soil.ksepb.gov.tw/Default.aspx
行政院環境保護署整治手冊,2007
http://sgw.epa.gov.tw/public/0802_handbook.asp
陳敏華,”研究三氯乙烯電化學行為與其微加工感測器之製備”, 碩士論文,化學工程學系,國立成功大學,台南,2004。
劉興和,”地下水中MTBE與BTEX電解去除研究”,碩士論文,環境工程與管理系,私立朝陽科技大學,台中,2005。
林宗志,”電化學氧化技術應用於水中MTBE之去除”, 碩士論文,環境工程系,私立崑山科技大學,台南,2005。
劉志忠,” 零價鐵反應牆應用於三氯乙烯還原脫氯之整合研究”, 碩士論文,環境工程系,國立中央大學,桃園,2006。
蘇建元,”甲苯馴養菌現地好氧共代謝三氯乙烯數值模式與現地試驗之比較”,碩士論文,資源工程研究所,台南,2009。
劉家福,”地下水中五氯酚污染物整治技術研究”,碩士論文,環境工程與管理系,私立朝陽科技大學,台中,2009。
黃永昌,”分散性奈米零價鐵處理地下水中四氯乙烯之研究”,碩士論文,環境工程與科學系,國立屏東科技大學,屏東,2010。
林建宇,”分散性奈米零價鐵和鈀鐵雙金屬粒子降解四氯乙烯之研究”,碩士論文,環境工程與科學系,國立屏東科技大學,屏東,2011。
楊宗憲,”利用臭氧微米氣泡去除砂土中三氯乙烯之研究”,碩士論文,環境科學與工程系,私立東海科技大學,台中,2012。
陳冠翔,”以新穎光電化學氧化法在含氯水溶液中礦化有機酸之研究”,碩士論文,化學工程研究所,國立成功大學,台南,2012。
曾瀚緯,”模擬受二氯乙烯污染之地下水結合厭氧脫氯與好氧共代謝之生物復育研究”,碩士論文,環境工程學系,國立中興大學,台中,2013。
謝源生,”利用高選擇性的纖維素生物分子複合物修復鈀污染水並應用於三氯乙烯的降解”,碩士論文,化學工程系,國立台灣科技大學,台北,2014。
陳信憲,”零價鐵技術去除三氯乙烯之研究”,碩士論文,環境工程與科學系,國立屏東科技大學,屏東,2014。
陳弘傑,”電節加強分散性奈米鈀/鐵金屬喊應強還原結合過硫酸鹽氧化水中三氯乙烯之研究-沙箱測試”,碩士論文,環境工程與科學系,國立屏東科技大學,屏東,2015。
張家偉,”三氯乙烯地下水污染場址整治後期傳輸行為分析-應用開源FreeFEM++有限元素模式架構”,碩士論文,應用地質研究所,國立中央大學,桃園,2015。
陳良南,”太陽能應用於電解氧化地下水中三氯乙烯之處理研究”,碩士論文,環境工程學系,私立崑山科技大學,台南,2015。
林宗志,”電化學氧化技術應用於水中MTBE之去除”,碩士論文,環境工程學系,私立崑山科技大學,台南,2005。
葉孟翰,”Tween-80對電動力法技術復育三氯乙烯污染土壤之探討”,碩士論文,環境工程學系,國立中興大學,桃園,2002。

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