还我清白-利用铁覆膜活性碳Fe-GAC高级氧化处理法处理染料废水.PDF

還我清白-利用鐵覆膜活性碳(Fe-GAC)高級氧化 處理法處理染料廢水 指導老師張家銘 國立員林崇實高工 化工科 廖晏生國立員林崇實高工 化工科 作者姓名 林登毅國立員林崇實高工 化工科 邱博緯 國立員林崇實高工 化工科 萬宜謙 國立員林崇實高工 化工科 陳怡妏 國立員林崇實高工 化工科 1 摘要 我們希望利用高級氧化處理法 －Fenton 法，以硫酸亞鐵覆膜活性碳 (Fe-GAC)結合 H O 反應產生的氫氧自由基用 來氧化分解染料，討論實驗反 2 2 應的合理性，以及實際運用於實場廢水的可行性。 先利用實驗設計方法(Factorial design)設計 出實驗條件，探討不同變因 對 處理染料之影響及處理染料之重要因子與最佳條件。 關鍵字 ：活性碳、過氧化氫、高級氧化處理法、染料 壹、研究動 機 學校化學工業概論課程中，有一單元的主題在介紹染料顏料工業，染料工業 在製造業中屬較複雜的產業，製造過程中加入許多添加劑，產生有毒的廢水。其 中，又 以偶氮染料使用最為廣泛，佔染料總市的 50% ，染料使用後約有 15%經 由廢水排出。因廢水顏色明顯，因此造 成的污染更引人注目，亦為 此類廢水最為 困難處理之項目。 隨著科技進步，化學合成染料技術不斷更新，並朝抗光解、抗氧化等特性發 展，使合成染料成分更趨複雜，其所帶來的負面影響也很多，再製造產品的過中， 免步臉產工業廢水及及許多具有毒性的有機物質，例如 phenol 、chlorophenol 、 染料等含芳香族化合物成分之廢水 ，一般傳統二級處理無法完全有效去除。染整 廢水具高色度及生物難分解等特性，若此類廢水未經有效處理便 排放到自然水體 中，不僅有礙觀瞻，亦會使水中植物無法 進行光合作用而破壞水中生態平衡。以 往業界常添加次氯酸鈉(NaOCl) ，用於染整廢水之去色，即使效果可達到放流水 標準，但添加次氯酸鈉並無統一化標準，需藉操作人員經驗判斷當日添加量 ，並 可能出現致癌中間產物，亦會造成生物毒性問題 。因此， 為改善生活品質並給予 子孫保有良好的生活環境，發展經濟又同時有良好處理效果的處理技術 有其必 要 。 因此 ，在眾多的化學氧化劑中 ，以氫氧自由基（·OH ）的氧化能力最強， 也不易產生會致癌的有機氯化物 ，而Fenton 法是產生氫氧自由基的簡單方法之 一，鐵覆膜活性碳來處理染料廢水，主要探討利用鐵覆膜的活性碳結合 H O 處 2 2 理不同染料廢水之可行性研究。以三種染料為測試對象，並利用實驗設計方法找 出最佳條件或主要影響因子，使此方法更具經濟效益。 2 貳、研究目的 本研究將利用高及氧化處理法，以硫酸亞鐵覆膜活性碳和H O 之結合程序 2 2 產生之氫氧自由基（∙OH ）及利用鐵覆膜活性碳優良的催化與吸附特性，去除 染劑中之難解決的色度問題。 一、 探討利用鐵覆膜活性碳、H O 對合成染料的吸附效果。 2 2 二、 染料加入鐵覆膜活性碳在 pH值 4及 pH值 8的狀態下，測其吸附效果。 三、 探討高色度染料中於鐵覆膜活性碳添加雙氧水後，測試其吸附效果。 四、 整合所有實驗效果，討論出實驗之合理性，及實場廢水處理之可行性。 參、研究設備及器材 一、 配置母液 Acid red 91 粉末 Acid black 24 粉末 Methyl blue 粉末 電子天平（四位數） 二、 反應