以超音波處理法分解水中為害性有機物(I)

Abstract

由於工業的發展,許多工廠生產各種化學產 品並且同時生產排出各種副產物,這些化學物 質或為生物難分解,或為生物之有害物質,因此 對於環境品質的衝擊相當大.而傳統的處理法 對於此類為害性有機廢棄物去除效率並不理想 ,近年來各種物理化學處置方式研究逐漸盛行, 主要是著眼於物化處理方式的高效率,與處理 廠所需的體積較小等因素.超音波照射應用於 促進化學反應方面已有相當長久的歷史,對於 化學反應有聚合以及分解的作用.當超音波照 射於水體環境時,則由於高能量的作用使水分 子分解為氫氧自由基,此氫氧自由基具有相當 的氧化能力(約為氯的2.06倍),為高級氧化法的 主要氧化因子.藉由同相間所產生的氫氧自由 基,將水中的為害性有機廢棄物分解,成為生物 可分解或為毒性較低的物質,或直接分解礦化 皆為本研究之目的.本研究主要方法是以超音 波對為害性有機廢棄物照射後,將其氧化分解, 並經由各種控制因素,如固定頻率以及溫度及 照射強度下,改變了酸鹼值、離子濃度、金屬 離子作用、有機物特性等因子,探討其反應速率與反應進行方式.計畫中將分為三年進行階 段性之研究,第一年、針對超音波氧化法的氧 化特性,設計一適當的反應槽,以批式試驗針對 數種為害性有機物質進行氧化分解,並經由各 種參數的改變對於反應發生的速率,由偵測外 觀濃度的改變與計算其速率,以求得反應的階 次以及反應動力式,其中並針對數種重要的反 應影響因子對於反應的影響加以探討;第二年 、將超音波與其它各種高級氧化技術結合,例 如UV或H/sub 2/O/sub 2/等相結合,探討其經由超音 波作用後的反應效率,經由GC/MSD及GC的鑑定分析 推測有機物質的反應發生的方式,以及階段性 的反應中間產物;第三年,分析經由超音波處理後所產生之副產物,並以微毒測量儀測試各階 段有機物之毒性變化之狀況,藉以判斷為害性 有機物質氧化去毒效率,並對於去毒的機制求 出最佳化的反應式.並藉由BMP試驗,對於經由超 音波法處理後生物的分解效率,選擇適當的工 業廢水做為此項處理技術實際應用的前置研究 .經由三年的研究,預期可對於超音波氧化法此 一新技術,於其基礎反應理論上及未來實際應 用上,皆有較為深入的探討以及瞭解,對於未來 為害性有機廢棄物的處理,開發出一種可行的 新技術.