化学沉淀法去除废水中硼之评价比较(五)钙盐-双氧水系统之试验结果.PDF

桃園市大學校院產業環保技術服務團 第33 期環保簡訊 化學沉澱法去除廢水中硼之評估比較(五) ：鈣鹽-雙氧 水系統之實驗結果 李中光 ，李柏宏，劉新校，邱惠敏 * 萬能科技大學 環境工程系 桃園市中壢區水尾裡萬能路 號 32061 1 *Tel: 03-4515811-55718, Fax: 03-4622232, E-mail: anthony@mail.vnu.edu.tw 硼在水溶液中大部分以未電離的 B(OH) 單體存在，但也有一部分 B(OH) 3 3  與水溶液中的 OH- 結合，生成 B(OH)4 ，使溶液呈現微酸性，這兩種形式在不 同的 pH 下可相互轉化 ，如下所示 H BO + H O  B(OH) + H+ PK = 9.24 (1) 。 3 3 2 4 a - 硼酸在水中電離時不是失去質子，而是與水中的 OH 相結合 ，這與硼的 缺電子 - - 結構特性有關，硼酸中硼原子可作為電子對接受體與一個 OH 結合，而 OH 中 氧離子是電子對給予體，因此硼酸是典型的路易士酸 。由上面之平衡式 (1)可知， 在酸性溶液中，硼大都以 H BO 的形式存在，但在鹼性溶液中，則以 B(OH) 3 3 4 的形式存在，使用添加酸鹼來沉澱水中之硼即是利用上述之特性。此 法是在水中 加入無機酸或鹼， 將硼轉化為難溶的硼酸或硼酸鹽而達到分離提取硼的目的，從 目前的應用 狀況來看其頗適合用於含硼量較高的體系。 化學沉澱法是經由添加化學藥劑以形成低溶解度之硼鹽進而去除廢水中之 硼，除了上面所提之加酸、鹼沉澱外，隨著相關研究的進展，目前可選用之沉澱 劑及其去硼效果已有大幅變化及進展，例如傳統化學混凝法、添加氧化劑法、微 波水熱礦化法、使用層狀複金屬氫氧化物及電混凝法等。本實驗主要是在探討鈣 鹽-雙氧水系統對含硼廢水之處理效能。如前所述，其所使用之基本原理乃是使 用氧化劑先將含硼化合物氧化成硼氧化數較高之過硼酸根離子，再使用鈣鹽和其 結合產生過硼酸鈣懸浮固體粒子以沉澱除硼，至於過硼酸鹽類之所以會有較高之 硼去除率是因為過硼酸根離子 BO 會水合而形成含有兩個過氧鏈組成的環狀 3 二聚體，此一陰離子將具有較穩定之結構，如下所示 2BO 2H O B O (OH)2 (2) 3 2 2 4 4 2-1 另一方面，如前所述，硼酸和雙氧水之反應如下所示 2B(OH) 2H O B O (OH)2- 2H 2H O (3) 3 2 2 2 4 4 2 依此反應式式可知每莫耳雙氧水可完全反應之硼是 1莫耳。至於在鈣鹽添加量 對硼去除率之影響方面，由下式可知要將硼完全去除之 Ca2+/B 莫耳比應為