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系統識別號 U0002-2606200914275900
中文論文名稱 比較化學混凝、電化學混凝及Fenton法處理乳膠造紙廢水之研究
英文論文名稱 Comparison for Chemical,Electro-coagulation and Fenton process for treating wastewater from Latex Coating process
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 97
學期 2
出版年 98
研究生中文姓名 王哲煒
研究生英文姓名 Che-Wei WANG
學號 696480747
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2009-06-04
論文頁數 58頁
口試委員 指導教授-陳俊成
委員-李奇旺
委員-章日行
中文關鍵字 電化學混凝  乳膠 
英文關鍵字 Electrochemical coagulation  Latex 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 造紙工業塗層產生乳膠(Latex)廢水處理,以傳統添加化學混凝劑,利用快混慢混的方式進行沉澱或浮除,一般所使用的化學混凝處理後之膠羽量大且容易阻塞系統,而電化學混凝、高級處理Fenton 法於近幾年逐漸廣泛使用於處理廢水,故本研究比較三種不同的處理方式,電化學混凝程序以陽極為鐵板或鋁板,陰極為外層塗有氧化釕( RuO2 ) 的鈦板,電壓及電流、初始pH的改變、氯化鈉電解質添加量、處理時間為參數,處理含有乳膠的塗佈廢水處理後水中汙染含量濃度。
乳膠廢水濁度汙染相當嚴重,先以稀釋十倍廢水做研究,比較三種程序於不同初始pH的濁度去除效率,發現使用過氧化氫為氧化劑的高級處理Fenton 法(500mg/1500mg)對於廢水處理能力較差,氯化鐵及硫酸鋁化學混凝劑濃度為500mg/L時,濁度去除效率佳之pH範圍較大,當氯化鐵及硫酸鋁混凝劑濃度分別為50、100mg/L時,濁度去除於初始pH分別在6和7相當不錯。電化學混凝處理過程中發現,電壓及電解質濃度增佳會使廢水濁度去除率增加,最後處理原液乳膠廢水,化學混凝操作氯化鐵於廢水初始pH及濃度為6和500mg/L,硫酸鋁於廢水初始pH及濃度為7和1000mg/L,可使處理後廢水汙染的濁度、色度、化學需氧量去除率達99%,電化學混凝控制階中性及電壓18V,電解質添加500mg/L,處理時間為16分鐘,可使處理後廢水汙染的濁度、色度、化學需氧量的去除率達99%,當中發現陽極使用鐵會發生極化反應而使處理效率降低,使用鋁板的去除率較穩定。
英文摘要 The treatment of Latex coating wastewater usually faces large quantity of sludge and easily blockage of the system. This study compared Electrochemical, chemical coagulation, and Fenton method in the wastewater treatment, and try to find an appropriate process for the Latex wastewater treatment. The Parameters considered in the electrochemical coagulation procedures include voltage, current, pH, addition sodium chloride concentration and reaction time. The chemical coagulation used ferric chloride and aluminum sulfate as coagulant.
The turbidity removal efficiency for three procedures with the wastewater different initial pH was compared. The Fenton method that uses the hydrogen peroxide as oxidant for the treatment of wastewater and its removal efficiency is relatively less. For chemical coagulation its removal efficiency is good for a wide range of pH of the wastewater. Electrochemical coagulation process was found that increase turbidity removal efficiency by increase voltage and electrolyte concentration. With the operation parameters of chemical coagulation are initial pH=7 and ferric chloride concentration = 500mg / L, and aluminum sulfate concentration=1000mg/L and the initial pH =7. The removal efficiency for turbidity, color, chemical oxygen can reach 99%. Electrochemical coagulation control voltage 18V in neutral, electrolyte add 500mg / L, the reaction time is16 minutes, can provide removal efficiency up to 99% , When the aluminum and iron were used as anion, the iron anode occur depolarization while the aluminum anode is more stable than iron.
論文目次 目錄 VI
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 前言 1
1.1研究起源 1
1.2研究目的 2
1.3研究範圍 3
第二章 文獻回顧 4
2.1造紙製程廢水 4
2.2造紙廠加工過程及原理 4
2.3方法程序介紹 11
2.3.1化學混凝 11
2.3.2電凝法程序 18
2.3.3 FENTON法 25
第三章 實驗材料與方法 28
3.1實驗材料 28
3.2儀器設備與分析項目 29
3.3實驗方法 29
第四章 實驗結果與討論 34
4.1化學加藥混凝處理 34
4.1.1混凝劑在不同PH 值影響比較 34
4.1.2混凝劑的加藥量比較 37
4.1.3傳統化學混凝劑處理原液廢水 40
4.2電化學處理程序 40
4.2.1稀釋10 倍廢水電化學混凝處理效果探討 41
4.2.2原液直接電化學混凝處理效果探討 46
4.3化學混凝加藥與電化學處理程序比較 51
第五章 結論與建議 54
參考文獻 56

表目錄
表1 造紙常用化學品 8
表2混凝加藥控制(工業水汙染防治) 15
表3 為化學混凝與電化學混凝處理原液廢水比較圖 51

圖目錄
圖1 造紙工廠製紙的流程(永豐餘造紙股份有限公司) 5
圖2 刮刀式塗佈 10
圖3 上膠轆式塗佈 10
圖4 風刀式塗佈 10
圖5 混凝沉澱系統流程圖 14
圖6 混凝機制(工業水汙染防治) 14
圖7 鋁離子和鐵離子與氫氧根離子所結合的物種 16
圖8 杯瓶(Jar Test)試驗 18
圖 9電混凝示意圖 19
圖10 乳膠與塗層廢水 28
圖11 HACH ® 分光光度計UV/VIS DR-4000 29
圖12 傳統化學處理流程圖 30
圖13 Jar Test 實驗設計 31
圖14 電化學混凝槽 32
圖15 電化學混凝處理流程圖 32
圖16 電化學混凝設計圖 33
圖17 氯化鐵、氯化亞鐵混凝與Fenton試劑加藥不同pH 去除率 36
圖18 氯化鈣、硫酸鋁混凝加藥不同pH去除率 36
圖19 pH 2廢水 37
圖20 不同FeCl3 加藥量去除效果 39
圖21 不同Al2(SO4)3 加藥量去除率特性 39
圖22 不同pH 與反應時間下電化學鋁極板混凝處理去除效果 43
圖23 不同反應時間電化學鋁極板混凝處理去除效果(pH10) 43
圖24 不同pH 與反應時間下電化學鐵極板混凝處理去除效果 45
圖25 不同反應時間下電化學鐵極板混凝處理去除效果(pH10) 45
圖26 不同反應時間下鋁極板電混凝處理之濁度與色度處理效果 47

圖27 不同反應時間下鋁極板電混凝處理COD 與色度效果 47
圖28 不同反應時間下鐵極板電混凝處理濁度與色度效果 49
圖29 不同反應時間下鐵極板電混凝處理濁度與電流密度變化 49
圖30 鋁極板與鐵極板電化學混凝處理去除率原廢水特性比較 50
圖31 實驗結果照片比較 52

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