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廢矽藻土與純矽藻土移除甲基藍之研究

為了解決電器回收ptt的問題，作者袁嘉敏 這樣論述：

染整廢水常因其高色度與高有機的特性，在處理的過程中若濃度太高便不適合生物處理，而化學處理成本又高，利用物理吸附移除則是有效的方法，但若干吸附劑昂貴，因此開始尋求經濟又有效的材料來代替。廢矽藻土，目前常用於堆肥，作為園藝用的栽植用土，甚多比例進入掩埋場，造成資源浪費，希望廢矽藻土在經過簡單的活化或再生程序後，使其形成具有再利用價值的資源。若將當成吸附劑使用在污水處理程序中，不但可解決其處置問題，減少藥劑成本，還可增加廢矽藻土的經濟效益。由於製程關係，統一食品廠的廢矽藻土之成份主要源自使用矽藻土過濾製茶飲料等纖維質，故較其他種類廢矽藻土 (工業區廢矽藻土) 不具毒性，所以於再利用與應用上更為廣泛

。本研究是使用新北市統一食品廠的廢矽藻土與美國原廠矽藻土(Grade Hyflo Super-Cel)來吸附正電的甲基藍 (MB) 染料，廢矽藻土與矽藻土皆呈弱鹼性，含豐富的二氧化矽 (89.6%以上)，雖然從BET中發現，廢矽藻土其表面積會隨著鍛燒溫度的升高而減少，但是其孔洞大小卻增加，但是從SEM與XRD中得知，廢矽藻土經高溫鍛燒後，其表面的大部分雜質均可去除，而且不會影響其結晶的內部構造。由FTIR鑑定純矽藻土與廢矽藻土的官能基，結果證明Si-O-Si是其最重要的官能基。在原pH 5.0 時，廢矽藻土與矽藻土對帶正電的 MB 皆具有良好的吸附效果 (去除率範圍在63-92 %之間)。研究

顯示，純矽藻土對吸附 MB 與 Langmuir 模式上有很高的相關，其最大吸附量皆會隨溫度的上升而增加。經熱力學計算得知，廢矽藻土對 MB 為傾向於物理性吸附 (-19～ -21 kJ mole-1)，且為自發性的放熱反應 (△H° 為 0.33 kJ mole-1)。純矽藻土對 MB 為傾向於物理性吸附 (-20 ～ -28 kJ mole-1)，且為自發性的吸熱反應 (△H° 為 -7.29 kJ mole-1)。動力學研究方面則較符合假二階吸附模式，吸附速率常數隨MB濃度增加及溫度上升而減小，經Arrhenius 方程式計算活化能後得知廢矽藻土屬於物理吸附 (Ea 為 15.90 kJ

mol-1)，矽藻土屬於物理吸附(Ea 為 0.67 kJ mol-1)，與恆溫吸附之研究結果相同。連續流管柱研究顯示，一維傳送延散方程式與 Thomas equation 皆適合應用於純矽藻土與廢矽藻土吸附 MB 的描述上，20℃溫度，MB濃度為500 ppm時，純矽藻土與廢矽藻土之貫穿曲線 (BTC) 之V/V0分別約為3與1。從實驗結果發現，廢矽藻土管柱對於MB的吸附耗竭相對於純矽藻土管柱對於MB的吸附耗竭較快速。且其遲滯因子與延散係數在分別為11和1.42×10-6 m2 S-1與6和2.64×10-6 m2 S-1。且經由Thomas equation模式中，得出純矽藻土與廢矽藻土

的最大吸附量分別為14.1×10-3 kg kg-1與8.44×10-3 kg kg-1。研究結果發現，純矽藻土應用在分段處理高濃度的染料廢水串連處理槽中，以處理 2000 mg L-1 染料廢水為例，在20℃溫度之下，在經由90分鐘之後，其最後剩下濃度僅約57 mg L-1。另廢矽藻土應用在分段處理高濃度的染料廢水串連處理槽中，以處理 2000 mg L-1 染料廢水為例，在20℃溫度之下，在經由90分鐘之後，其最後剩下濃度僅約100 mg L-1。此研究結果得知，將廢矽藻土回收再使用於染料廢水脫色處理上，具有相當大的應用潛力。關鍵字：染整廢水、廢矽藻土、矽藻土、甲基藍、等溫吸附、延散係數