电解废液真是环保的元凶.PDF

電解廢液真是環保的元兇？ 國中組　第一名 縣　市：基隆市 校　名：中正國中 作　　者：林佑竹、蔡亞純 　　　　　許慶霖、高晨育 指導教師：劉燕孝、徐增錦 　 許慶霖：巨蟹座。興趣：聽音樂、上網、看雜誌、看課外讀物。有幸能夠參與這次全國 科展，我倍感殊榮，希望我們將來一樣能有如此不錯的成績，以我們所學，造福社會大 眾。 　 林祐竹：摩羯座。我平常喜歡聽聽音樂、看看有關科學的書籍。這次我非常非常高興， 也很榮幸參加這次科展，雖整個過程艱辛，有時一天花費16個小時在做實驗，但我真的 學到a lot of things。也非常感謝教導我們的老師囉！ 　 蔡亞純，處女座。興趣是閱讀、聽音樂、吃喝玩樂、因為崇拜手治虫，所以立志當外科 醫生。愛因斯坦說過成功是工作加上娛樂和閉嘴不說話，所以目前自己正以這個目標修 身養性中。 　 高晨育，巨蟹座。我的興趣是從事理化科研究，並從中獲得樂趣，我也從科展中獲得許 多待人處事的方法，也結交了許多知 關鍵詞：電解硫酸銅、實驗室廢水處理 一、研究動機 (一)從報紙上得知，電鍍工廠排放廢液造成大量環境污染。 (二)我們在學校實驗室完成電解（實驗13-4）、電鍍（13-6演示實驗）甚至鋅銅電池（實 驗14-1）等實驗之後所剩下的廢液如果直接排放，是不是同樣也會造成環境的污染呢？ (三)電解廢液不應該只是破壞環境的元兇，其實電解法本身應該也是解決電解廢液問題 的答案才對。因此我們計劃將實驗室中現有的電解、電鍍設備加以做簡單化、安全化之 改良並與其他方法結合，尋求其處理之最適條件。以此改良之電解方式不但可以達成降 低廢液濃度到環保排放標準的主要目的，同時更可以將其中的重金屬成分回收作再利 用；而且乾淨、迅速，不會造成二次的污染。 二、研究目的 (一)直接電解硫酸銅溶液最適條件之探討 針對課本電解硫酸銅實驗進行分析，探討以直接電解硫酸銅廢液回收處理時，可獲得最 大回收率及最佳回收品質之各種有關電極、電源及廢液條件之變因。 (二)開發出新式二階段廢水處理技術 1.利用光電比色計測量各已知濃度之硫酸銅溶液的吸光值，並製作出吸光值與濃度間相 關之回歸函數。 2.探討化學沉澱法處理實驗室電解硫酸銅廢液之最適條件。 3.綜合「化學沉澱」與「直接電解」二法，並配合於電解槽兩極間設置半透膜、調整沉 澱槽及廢液槽適當之酸鹼度及嘗試以多電極之安排等條件之探討以達成最佳之回收效 果。 (三)彙整與比較 彙整目前常見之各種電解廢水處理方法、分析其原理及優缺點，並與本法作比較。 　 三、研究設備 (一)藥品：CuSO4、銅片、碳棒、硫酸、氫氧化鉀、去離子水。 (二)器材 玻璃器材：滴管、量筒、燒杯、攪拌棒、集氣用水槽、溫度計、石英管、電解槽。 電子器材：pH計、可攪拌式加熱板、光電比色計、原子吸收光譜儀、吹風 機(冷、 熱風)、電子秤、電腦及周邊設備、電源供應器、安培計。 其　　他：自製恆溫電解槽（透明塑膠水槽、玻璃紙、保麗龍、直流電源器、水 族箱恆溫控制器、溫度計）、自製布袋蓮吸收過濾廢水處理槽、鱷魚夾、導線、 尺、刮勺、玻璃紙,秤量紙、碼錶、定時器、砂紙、拭鏡紙、濾光片。 　 　 四、研究過程 (一)直接電解硫酸銅溶液最適條件之探討 1.將一長方形的保利龍盒(17cmx20cmx10cm)，裡面鋪上 鋁箔紙後用膠帶黏住，將另一塊 保利龍裁成蓋子在上面切割一個長10公分寬12公分的洞口，來放置電解槽，電解槽為一 1000mL之燒杯。 2.以銅片作為負極，碳棒為正極，用兩條鱷魚夾分別夾住並固定在電解槽上，使兩極相 距12公分。 3.倒入0.05M硫酸銅溶液1000mL，高11公分，使銅片沒入10公分。 4.利用導線將電源供應器與兩極分別連接並串接一安培計。 5.將隔板置於兩電極間，完全阻隔電極間溶液流通。 6.將硫酸銅溶液置入電解槽中，開始電解。 7.每隔15分鐘切斷電源取出銅片，並將銅片用冷風吹約3分鐘除去水分並稱其質量並紀 錄。 　 (二)開發新式之二階段電解廢水處理技術 實驗2-1 CuSO4濃度回歸曲線之製作： 步驟： 1.配製0.001M、0.005M、0.008M、0.01M、0.03M、0.05M、 0.08M及0.1M等濃度之CuSO4 溶液 2.分別以波長660米m、470米m、420米m及530米m之濾光 片測量0.05M與0.01M之CuS