Fenton法與活性碳管柱吸附處理掩埋場垃圾滲出液之研究.ppt

Fenton法與活性碳管柱吸附處理掩埋場垃圾滲出液之研究  4960N003 鍾雀惠 摘要 本研究探討滲出液經Fenton`s氧化法處理，再以活性碳進行吸附調查污染物之去除效果。吸附管柱狀高為100公分，內徑為20公分，試驗滲出液由上流下於底部收集進行污染物濃度分析。 實驗結果顯示化學需氧量、色度、氨氮與鈣/鎂等分別於10、30、40與8床體積時，可達吸附飽和。重金屬吸附強度為Cd Pb Cr Zn Ni Cu。吸附流出之水質經Microtox test進行毒理分析得知其均未達EC50之範圍。研究結果顯示活性碳具吸附金屬、色度、化學需氧量與氨氮等之潛勢，其吸附後之放流經Microtox test測試對環境毒理尚未達影響程度。 關鍵字：活性碳、管柱吸附、掩埋場、金屬、Microtox test、環境毒理 一、前言 (1) 研究緣起 隨著科技的進步，工業製品種類增加，而使用後之棄置處理，使得垃圾掩埋場廢棄物種類也越來越多元複雜，其中所含的鹼性金屬等物質有增加的趨勢。兩類有害物質會經由食物鏈的傳遞，以及生物累積的作用而對於高端食物鏈者會造成危害的風險(Heberer, 2002)，對於人類生活環性與健康來說會有危害的產生。為了處理對於自然環境不友善的物質、除了已有的物理、化學、生物降解等方法之外，本研究擬建立Fenton`s氧化法搭配活性碳的吸附，達到去除之效果。 (2) 研究目的 目前研究對於滲出液的處理主要以返送作為主要方式。本研究擬開發新處理方式處理垃圾滲出液。運用Fenton`s氧化法及Fe(II)和H2O2來改變或去除毒性污染有機物，其方法可優於O3處理方法，且可避免戴奧辛 (Dioxins)產生，且目前以Fe(II)和H2O2來處理滲出液之研究並不多。利用Fenton`s氧化法結合活性碳吸附，可獲得較佳操作處理效能且可避免二次污染物或副產物產生。 二、材料與方法  1. 實驗材料 本實驗所採用的材料有塑膠管柱、活性碳等。塑膠管柱內部直徑(id)2 cm，高度 (H)100 cm ，底部配有1 cm玻璃棉和玻璃珠層。 (1) 都市固體廢棄物滲出液 實驗所使用之垃圾滲出液，取於大里市掩埋場之垃圾滲出液作為本次實驗的樣品來源。 (2) 活性碳 本實驗使用兩種不同類型活性碳如下表: 2. 實驗藥品 本實驗用藥劑有Fenton試劑即為硫酸亞鐵與過氧化氫等，另外活性碳前處理氫氧化鈉藥品等，以上藥品皆由默克(Merck)藥廠購入。 3. 實驗方法 (1) Fenton氧化法 在待處理滲出液中加入硫酸亞鐵1.8 mg/L 與 過氧化氫 2.5 mg/L，加入後調整其pH至 8.5使其沉澱，取上層液備用。 (2) 活性碳前處理 先將50 g 活性碳放入玻璃杯(1L)，加入0.5 L，0.1 M之氫氧化鈉，活性碳與氫氧化鈉溶液比例為100g/L以 200 rpm攪拌三小時。 攪拌完畢後，將活性碳取出，置入烘箱105 ℃，二十四小時後，取出後加入去離子水進行臭氧處理，處理時間為兩小時。處理完畢後，將這些樣品用去離子水清洗，然後放入105℃烘箱烘烤二十四小時，並儲存於乾燥器中。 (3) 活性碳管柱實驗 將經前處理與未經前處理之兩種活性碳注入管柱內，流速為25 mL/分 ，進行管柱吸附實驗。當達吸附飽和時，則停止吸附試驗。 4. 分析與研究方法 (1) 基本參數分析 ? pH：利用市售標準檢測儀器(pH-207)校正 pH 4.0 及 7.0 後，將電極放入樣品中，進行所需之參數測量。 ? ORP：市售標準檢驗儀(pH-330i)，內付ORP電極，校正後，可進行分析。 ? 導電度：利用市售標準檢測儀器(LF-330)校正後，將電極放入樣品中，進行所需之參數。將電流通過 1 cm2截面積，長 1 cm之液柱時電阻之倒數，單位為 mho / cm，導電度較小時以其10-3或10-6表示，記為mmho / cm 或 μmho / cm 。導電度之測定需要用標準導電度溶液先行校正導電度計後，再測定水樣之導電度。 ? 鹽度：市售實驗室型以導電度原理製造。儀器(LF-330)校正後，將電極放入樣品中，進行所需之參數測量。本方法係利用水樣所量測出來之導電度與標準海水間之導電度比(Rt)，來計算水中實用鹽度(Practical salinity scale)。鹽度範圍為 0 psu (Practical salinity unit)至 42 psu；溫度範圍為 –2 ℃ 至 35 ℃。 (2) 化學需氧量(COD)分析 化學需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)，取 20 mL混合均勻之水樣(若水樣之 COD 值大於 900 mg L-1時，