2008年3月26日 星期三

金屬表面處理污染防治操作維護問題200則E www.tool-tool.com

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Q121: 請教是否只有銅才能用旋轉陰極(rota cat)由硫酸中沉積出來?旋轉陰極也能從氫氟酸中沉積鎳、鉻、鐵,從硫酸中沉積鋅?(2002一12)
Ans:
  • 先假設所說的"rota cat"是一般的旋轉陰極系統,而不是一種特別的系統產品RotaCat;因為這兩者觀念完全不同。
  • 旋轉陰極設計讓金屬沉積在一個金屬滾筒上,能電解回收多種金屬;真正訣竅是在反應的另一邊 - 陽極 - 讓金屬沉積能順利進行。以硫酸為主的電解質適用於大部分的電極設計,但是要小心離子強度,不是說越多就一定越好。
  • 在 氫氟酸的狀況下,因為材質與成本的要求,任何型式的陽極都受到嚴厲的考驗;至少一定要用到鈮金屬與鉑觸媒塗料,可能用熱浸鉑塗,專利的"DeGussa" 製程,或是鉑覆在鈮片表面,然後切細展開成大面積。依據所需要的極板面積,這種陽極的成本可能要數十萬元 - 然而用了3-6個月就掛了。
  • 過去有人試著用離子選擇薄膜來包住陽極,不是很成功;因為薄膜包住的區域內需要另一種電解質溶液,來維持薄膜與電極間的導電性。氟化物分子很小,遲早會滲透進薄膜內,終致無法挽回。
  • 避開使用貴金屬氧化物為底的電極,因為表面微裂的塗佈擋不住氟離子的滲透侵蝕,然後在操作過程中發生塗佈層剝落的現象。
  • 就 廢水電解回收作用而言,酸的強度能影響程序的效應;但是,貴廠負責人員自己要算清楚操作的成本,包括電力能源、維護人工、沉積清理、保養換修,要能夠由回 收金屬的價值抵償。電解沉積鋅與錫最不看好,電解回收銅則是得失難測,回收鎳通常能收支相抵;電解沉積鐵則從未有成功的案例。
  • 廢水電解回收操作時,要像做電鍍一樣的那麼用心準備;像是添加劑、緩衝劑、以及與特定金屬相關的配合事項。還有,沉積的完整性很重要 - 為了得到厚實的沉積,沉積過程中任何缺陷都會被放大,例如樹枝狀沉積,與劣質的鍍層。
  • 最 後一點,我建議避免使用與回收物相同的金屬原料做電極(不是那些可重複使用的材料,例如不銹鋼或鈦),來電解沉積。某些系統商可能建議,要用銅丸做啟始物 質;若銅丸的成本是每公斤$3美元,一旦用在電解沉積系統,價值馬上貶成廢五金。鈦金屬可以做成優質的陰電極,如果適當的光潔與使用,能提供易於剝除的回 收金屬,而電極本身能重複使用。但看到很多實際操作的狀況,電解回收槽的陰極維護與準備都缺乏,以致於操作人員要用空氣鑿鎚來敲除陰極板上的金屬沉積。
Q122: 有沒有一種像高分子凝集藥劑可以同時抓住金屬離子和陰離子(氯化物、硫酸根、硝酸根等)?(2002一14)
Ans:
  • 高 分子凝集劑藉中和電荷來凝聚沉澱的物質,形成較大的顆粒以便加速沉降。陰離子像氯化物、硫酸根、硝酸根等都是易溶的,不會沉澱,所以高分子凝集劑對這些陰 離子也無能為力。倒是可以試試用後拋棄式離子交換物質,像是不溶的澱粉黃酸鹽(二硫代碳酸鹽),或是一些專利成品能夠和活性碳與離子交換樹脂混合使用。
  • 沒 聽說有什麼化學藥品能把金屬陽離子與陰離子結合起來,金屬陽離子與陰離子會分開是因為溶解的原故,自然發生的。陰離子很難去除,不然就是回收使用;否則就 只有濃縮,委外處理。離子交換或逆滲透可以把水中陰離子去除,但是會有濃縮的廢液產生;還是要處理。最好還是由源頭減廢,並且測試純化回收再利用的方式; 選對了方法就會很省錢。
Q123: 本 廠製程有氰化銅打底槽,位於鹽酸活化之後及鎳/鉻處理之前;氰化銅鍍槽的逆向清洗水的溢流水,會流入一只氰化物處理槽,滯留數日後排放到第二階段處理槽。 每天操作員加入約0.5加侖的漂白水,然後用碘澱粉試紙檢測總餘氯。第二階段處理槽經pH調整,漂白水批式處理,放流水用碘澱粉試紙檢測後排入都市污水處 理廠,每周一次。凡是氰化物接觸的部分,都用PVC材料的襯裡與管線。
最近收到都市污水處理廠的違規通知,是氰化物超過標準;規定是1.2 ppm總氰化物,3.0 ppm可氯化處理之氰化物。都市污水處理廠來採樣的時候,加氫氧化鈉與硫代硫酸鈉保存;本廠相同的水樣只加氫氧化鈉保存。結果都市污水處理廠取的8個水樣 中的7個水樣測總氰化物約2.4至41.54 ppm,1個水樣測可氯化處理之氰化物是3.6 ppm;而本廠相同的水樣分析都是小於0.1 ppm。
查問本廠化驗的方式,是標準方法 SM 4500 - CN B (水樣先期處理);水樣要在採收後7天內完成分析。請問為什麼會有這種差異。(2002一15)
Ans:
  • 可 能是都市污水處理廠分析時連硝酸鹽一併計算;曾有先例顯示,在應用SM 4500分析方法時,硝酸鹽與亞硝酸鹽的存在會受硫化物與抗壞血酸的影響,增加氰化物的讀數。還有,就是水樣中的氮逐漸轉化成硝酸鹽也有可能。水樣中添加 胺磺酸,依據EPA方法335.2,可以證明是否有上述的現象。請都市污水處理廠同時採用EPA方法335.2做比較,以確認分析的方式並無干擾。
  • 氰 化物的高讀數(不是可氯化處理之氰化物)可能來自鐵氰化物錯合物,這種鐵氰化物錯合物連鹼性氯化法都難以有效應用;用AA 檢測總鐵量,看是否與此有關。因為一鐵離子可以結合6個氰化物離子,所以少量的鐵就會吸引許多氰化物離子。如果是因為鐵氰化物錯合物的問題,就要改善廢水 處理的方式。
Q124: 本 廠有氰化物青銅鍍槽液,是在給鋁排夾施用專利的鍍錫處理之後。現在以依據標準方法裝置氰化物的二階段處理:pH 10.5+與8.0+。當鍍青銅清洗水(pH 7)用氫氧化鈉調到pH 11時,加入次氯酸鈉,氧化還原電位計數值由100 mV下跌到0,甚至有負值;雖然設定的範圍是180 mV至350 mV,但只要一加漂白水,馬上由該範圍下跌。想要測餘氯,也測不到。請問是否要把pH調降。(2002一17)
Ans:
  • 加 漂白水後又測不到餘氯,表示都耗盡了,應該要再加一些。在pH高於10.5的情況下,漂白水和自由氰化物的反應非常快速;若是pH調低,反應速度明顯減 緩。所以,降低pH可能看到氧化還原電位上升,但這是因為氰化物和漂白水的反應減緩,而且可能會產生氯化氰(一種強力的催淚氣體);一陣風吹過來,會嚇壞 許多人。看來似乎是氰化物的濃度超出預期,所以最好繼續加漂白水,以確定完全反應。順便一提,雖然所有的教科書都建議在第二階段的處理加酸,把氰酸鹽轉化 成二氧化碳(實際是碳酸氫根)與氮,卻是有風險的。如果第一階段處理因為某種原因未能完成,第二階段的處理可能是加酸到氰化物的溶液。聽說大部分的工廠把 第二階段處理槽的加酸馬達關掉,結果第二階段處理槽成為第一階段處理的滯留槽。如果真的要照標準程序進行第二階段處理,第一階段處理槽最好有兩套pH計與 氧化還原電位計,並設置讀數差異警鈴。
  • 雖然不太有可能,但建議查核一下氧化還原電位計;有時候是儀器內部的開關設定有誤,最好先校正儀器。
Q125: 本公司規劃設置離子交換樹脂筒(3.2立方英尺) 再生廠以回收鎳、銅、鉛與鉻等重金屬。請教加州地區,甚至是全國的市場規模。(2002二4)
Ans:
  • 若有機會和加州環保局打聽討論,會發現規劃要實現,至少要準備5 百萬美元,而且還得取得所有的有害廢棄物處理執照。
  • 市 場詳情不清楚,但離子交換樹脂再生廠商好像已經有兩家了。建議您找一位夠力的律師,好好研究營運申請所需要的環境保護法令規定的許可程序。有害事業廢棄物 回收處理業受到嚴格的法規管制,聽說按規矩申請一張處理、儲存與處置設施的許可證,要投入數百萬美元,花上數年時間才能搞定。如果想要用投機的方式尋找法 律的漏洞,那是既瘋狂又危險的舉動。
  • 環 保署目前認為,處理電鍍清洗水所產生的飽和離子交換樹脂,都屬F006廢棄物(電鍍廢水處理污泥)。但是有許多矛盾之處,說並無標準化的許可規定要求在處 理廠進行再生,這是一種錯誤。法令規定這種樹脂"廢棄物",要由合格的清運公司,把離子交換樹脂筒合法的送到處理廠;至於如何處理,就沒有規定了。這裡, 有關金屬"最終停置場所"含意的重要性不易被理解;所有相關樹脂"廢棄物"必需送到一處再回收、再處理設施 - 不容許送到掩埋場,不管是否是封閉型。這樣一來,可以讓廠商能夠在回收設施專有的法規管理下操作營運。有人提到要投入數百萬美元的情形不是事實,因為申請 過程都是合法的。有一點警告很重要,廠商絕對不能存放未經再生處理的離子交換筒在現場,除非申請到一張處理、儲存與處置設施的許可證;環保署認定,可回收 物質一旦進入回收設施就算是回收活動。因此,廠商一收到飽和離子交換樹脂,就被認定是在進行再生作業了。
    所有的金屬必須由溶液中去除,而且要限期 處理。所有的已回收金屬污泥也必須限期被清除,並由回收廠商處理,於收到廢棄物後30天內,回復一份回收處理證明。有一些特別的限制 - 樹脂回收廠商收到的筒瓶內不能含水或溶液(因此業者交付時就不能含水!);廠商不能收含金屬的廢液。
    總之,文書作業是一定要的啦!廠商要熟悉各項必須的文件、表單,以及輸送、工安、法定訓練、操作許可、地方環保局的各項要求。
  • 前述的狀況可能不是全國通用的,例如樹脂運送時要濕潤的,乾了會裂損;怎麼能夠不含水?
  • 不含水是指不含自由流動的水,而不是不含水份;意思就是濕潤的狀況。其實樹脂裂損原因很多,受到撞擊也會;有時候乾了再加水,也不會有損壞。但這不是重點;如果申請廠商操作營運記錄良好,申請再利用執照時比較能夠獲得政府機構的信任。
Q126: 請教二氧化矽去除的方式;蘇打石灰與活性鋁化物效果如何?(2002二7)
Ans: 用 標準去礦物質技術可以輕易的去除二氧化矽。通常二氧化矽以弱酸型式存在,所以強鹼陰離子樹脂可用來去除處理,去離子水的二氧化矽可降到20 - 50 ppb;逆滲透可去除90 - 98%的二氧化矽。兩者技術應用時均無選擇性,但在處理含二氧化矽低於15 - 20 ppm的原水時,證明有效。處理大流量的水,可以藉石灰軟化技術去除二氧化矽;石灰軟化時,二氧化矽與水中的鎂(或因需要而加入)起共沉澱作用。高溫軟化 法能加速去除二氧化矽。像墨西哥、夏威夷、以及含沙量高的地區,原水二氧化矽含量高達50 - 60 ppm以上,離子交換與逆滲透的選擇更麻煩,因為濃縮後可能超過溶解度,可是非離子態的二氧化矽濃度也很高;離子交換也無能為力,可能因此造成薄膜阻塞。 此時,就只能依賴超微濾去除二氧化矽。
Q127: 本廠有含金屬廢硝酸40 - 50%約40 - 45加侖,裝在塑膠桶中,想用10加侖的氫氧化鎂溶漿來中和處理,氫氧化鎂溶漿存放在55加侖的鐵桶中。若氫氧化鎂溶漿加入塑膠桶中,怕反應過熱熔化塑膠桶;但硝酸加入鐵桶,擔心鐵質酸蝕。請問該怎麼辦?(2002二7)
Ans:
  • 可曾考慮純化回收酸?酸鹼中和是要考慮熱的問題,最好是稀釋以後才進行中和作業。
  • 此問題令人不寒而慄,千萬不可突然把酸加在鹼料中,不然麻煩就大了。酸要慢慢的加,而且要充份攪拌。聚丙烯比聚乙烯耐熱,也耐硝酸;玻璃纖維更好,但是也較貴。還有,處理過程中小部分污泥可能結塊。
  • 拜託!千萬別讓硝酸碰到鐵桶,否則馬上會產生一種橘色有毒氣體。最好用大好幾倍的桶子處理,不銹鋼的比塑膠的安全。若是要進行中和作用,先把酸稀釋到5 - 10%,然後慢慢加入氫氧化鎂溶漿中。看來還是委外處理較妥當。
Q128: 請教用含檸檬酸電解質於電解拋光不銹鋼或其他金屬的作業方式。(2002二9)
Ans: 建議試試下述配方:
  • 檸檬酸55 - 60%重量比;硫酸15 - 20%重量比;其餘是水。
  • 溫度83 - 93 C;電流100 - 250 安培/平方英尺(ASF);不同的鋼材作業溫度亦不相同。除了環保的考量,不知道效果是否和硫酸/磷酸的系統一樣好。
Q129: 本 廠原水處理系統每小時能生產20噸除鹽水,程序包括:河水 - 澄清池 - 壓濾 - 活性碳過濾。除鹽製水廠設有陽離子交換器、 除氣器、陰離子交換器與混合床清淨系統。 最後水的導電度應為0.5 micro-S/公分,如果測量值升高,混合床必須再生處理。陰離子/陽離子床再生時機是依據陰離子床排放水的導電度,約5 micro-S/公分,為衡量標準。上個月,混合床再生處理後,導電度未能恢復,請問該怎麼辦?(2002二9)
Ans: 混合床堵塞污染頗不尋常;如果現出酸性現象,可能源自陰離子床不當的再生作業(氯化物滲漏),如果現出鹼性現象,可能源自陽離子床不當的再生作業(鈉離子滲漏)。也可是因為再生作業所導致的陰、陽離子份量比率改變。
Q130: 本廠陽極處理的清洗水主要是去離子水,和去離子製水廠的再生廢水會合,成為廢水的主要來源,所以廢水還算乾淨。由於用水成本太高了,想把廢水回收使用;請教是否值得作。(2002二12)
Ans:
  • 依 據許多設置的經驗,要回收的水也不能太髒;所以清洗水要在進入廢水處理系統之前截流回收處理。理由很簡單,加入水中的藥劑清除需要錢,再生濃縮液處理要 錢,若不再生而進到廢水處理系統也要錢。通常,溶解物質濃度超過600 ppm時,用去離子系統就不經濟,此時薄膜系統變得更適合。
  • 平 均來說,作去離子水的成本每1000加侖是$2.15美元,廢水處理的成本每1000加侖是$ 8.50美元,所以,如果回收水的成本每1000加侖少於$1.50美元是很值得作的。系統設計、良好的維護程序、熟知工廠操作與製程特性的包商,就是水 資源管理成功的保證;否則,就會自嘗苦果。
Q131: 本廠用過硫酸銨與硫酸槽浴蝕刻/研磨銅;這種含銅廢槽液可否用來做電鍍液。(2002二13)
Ans: 建 議把銅去除,已經有適合的技術可以應用;如果槽液量夠大,也有能夠連續再生操作的技術,然後回收槽浴液再利用。如果要用來做電鍍液,要先去除過硫酸銨,然 後調整銅離子濃度,然後加一些氯化物,然後去除一些自由酸,然後去除鉻與其他離子的雜質;即使如此,電鍍品質可能不理想,也不可能成為一個"可銷售的製程 溶液"。
Q132: 本廠規劃設置大氣蒸發濃縮器,以回收氯化鋅電鍍槽液;請教有什麼該注意的事宜。(2002二14)
Ans:
  • 水分蒸發時,鹽分濃度增加,蒸發速率減緩。達到過飽和的狀況時,鹽分沉積在填充物上,清除很麻煩。小心使用,非常好用;否則,遭遇很悲哀。要注意兩件事情:鐵的氧化與沉澱(濃縮液由蒸發器回到鍍槽之前要先過濾),還有就是鍍槽內鋅的累積。
  • 如 果加熱調控不當,會有蒸發速度過慢或鹽分沉澱的現象;在購置蒸發器之前要先考量這些可能。酸性氯化鋅電鍍的陽極效率高於陰極效率 - 這就是為什麼大多數的鍍鋅人員無需加氯化鋅到鍍槽液。蒸發時也會濃縮溶液中的雜質,加熱可能會破壞有機添加物,而這些添加劑是造成操作時發泡的原因。濃縮 液回用前先用活性碳處理;但是,為了消除泡沫而填加的消泡劑,可能與回收溶液中的光澤劑化性不相容。
Q133: 本廠正在為氰化鋅電鍍槽(氰化鈉/鋅/光澤劑等)的污泥煩惱,已經累積1尺深,但是沒有清除處理廠商願意接受委託。請教
  1. 這是什麼東東(聽說灰色的污泥是溶液中的氫氧化鈉)?;與
  2. 為了委外處理,該如何中和或減低其毒性?(2002二14)
  3. /
Ans: 先 生,有麻煩了。這種污泥含電鍍的剝落雜質,很正常的;還包含碳酸鈉、氰化鐵(來自氰化物,在熱水中沉澱)、金屬物質,例如:鐵、銅、鉻等。可能有不溶的氰 化物與添加的鹼性物質。這種污泥很難過濾,本廠特別預備幾個廢棄物處理槽對付這種污泥;然後慢慢的把污泥加入溫水中,激烈攪拌,加入大量的次氯酸鈉,加 酸,用很多桶子。然後少量緩慢的注入主反應器;整個過程要花幾個月的時間與許多錢。雖然合格的處理廠商不多,但是委外處理還是比較省事划算。
Q134: 陰離子交換樹脂用石灰水再生可乎?(2002二18)
Ans: 基本上是非常沒效率,也不太可能有用的。石灰水要先過濾,否則樹脂床很快就堵塞了。還有,石灰水的pH很難提高,通常效力只約等於4%的氫氧化鈉,最多是pH 11;再生需要的鹼強度高得多,氫氧化鈉是最好的選擇。
Q135: 本廠製作太陽能集熱板,基材是銅,鍍上一層吸熱物質;廢水量約35 gpm(8噸/小時)。廢水含鎳與銅,由於廢棄物量少,在使用DTC混凝劑時很難拿捏。請教該如何進行?(2002二25)
Ans:
  • 事情是相對的,35 GPM的廢水流量也不算太小。如果溶解的金屬濃度低,說不定很適合用離子交換處理廢水;可以得到乾淨的水,樹脂再生提濃的金屬廢液就可以加藥處理。
  • 建議不要用DTC,因為具備毒性;有其他的化學品可以有效的處理含金屬廢水。而且,35 GPM的廢水流量不算小,好好規劃,可以得到回收水與廢水有效處理的雙重好處。
Q136: 本廠電鍍鋁、鋅、鉻、鎳等,廢水除了來自上述的電鍍製程,也包括來自金屬物質粉體塗裝之前的前處理廢水。因為廢水處理用石灰,污泥量頗大。請教該如何減少污泥產生量。(2002二20)
Ans:
  • 如果改用氫氧化鈉,污泥會減少得很多;但世間事有得有失,氫氧化鈉比較危險,沉澱效果較差,所以要加氯化鈣或硫酸鐵協助沉澱。
  • 使用石灰顯然可以把溶液中的金屬沉澱掉,但若是要減少污泥量,就要減少廢水中的重金屬;可以用減廢的方式,或是用電解回收等方式先收走一部分金屬。
Q137: 以上題為例,把氫氧化鈉緩慢加入調勻/中和槽,調整pH;然後在混凝槽加少量的石灰,並且藉污泥回流方式增強混凝效果。請問這樣子行嗎?含98% Al(OH)3的乾污泥有人要嗎?(2002二28)
Ans:
  • 最有價值的回收品是金屬粉或電解沉積的金屬;金屬氫氧化物即使有市場,價值也不高。
  • 市 面上有幾種化學沉澱劑,可以減少金屬表面處理業的廢水污泥,減容達70 - 80%以上;大多數應用含硫醇基(thiol, -SH)的還原離子基,許多人用DTC,不少人使用無機硫化物與有機硫化物的形成。目前,有關二甲基二硫基氨基甲酸鈉DTC的使用引起許多關切,因為分解 時產生毒性的影響,以及地下水遭受污染的現象。有一種硫紅Thiol-Red,可以把金屬降到億分之幾的範圍,但是要選擇適當的絮凝劑,加強沉澱效果。 另一方面,可以把污泥中的金屬濃縮;聽說有一家電鍍廠,把污泥的含銅量由1%提高到5%。有一家冶煉廠接收這種污泥,電鍍廠只付運費;每年節省約 $40,000美元,化學藥劑成本只有$25,000美元。雖然該廠在2001年廢水量超過21百萬加侖(約8萬噸),而排放水總金屬平均值約0.05 ppm。
  • 建議採用結晶法,可以得到純的固態結晶,而不是含水的污泥塊。
Q138: 本 廠製程產生兩種鍍鎳廢槽液:磺胺基鎳鍍槽液(鎳20-40 g/L、硫酸100 g/L、pH 4-6),與無電鍍鎳槽液(鎳6 g/L、複合劑、硫酸100 g/L、次磷酸、銨離子)。想先用電解沉積先回收一些鎳,然後廢水沉澱處理,把鎳降到3 ppm以下。實驗顯示,電解沉積在pH 4的狀況下,經過8小時的操作,無電鍍鎳槽液的鎳會沉積,並且由6 g/L降至3 g/L。但是,磺胺基鎳鍍槽液的鎳卻無法沉積,溶液顏色由綠轉黑。請教該怎麼辦?(2002二21)
Ans:
  • 本公司曾處理過類似的案例,歡迎提供更多的資訊以進一步探討最可行的方式。
  • 看 來詢問者的問題還是沒有解決,請回答的先進不要只是說可以進一步探討最可行的方式- 就直接開始說明該如何解決吧。鎳在這些情況下用電解沉積法處理是有困難的;市面上有幾十種不同品牌的電解回收系統,用來回收金、銀、錫、與鎘 - 但是鎳在濃度稍低時,電解回收系統會顯得力不從心。此時,可以用離子交換先把鎳提濃,再生液高濃度鎳就可以用電解回收處理。
  • 最 近碰巧看到一種電化學流體化床反應器(電解回收),可用來自鍍鎳帶出清洗水中回收鎳。陽極是鈦質不溶陽極TSIA,並塗佈氧化釕(RuO2);陰極是鈦 質。流體化介質是玻璃珠;陽極板與陰極板排列緊密,而玻璃珠流體化時可以改善質傳效果,並且防止沉積金屬形成樹枝狀,保持均勻沉積。此系統可以應付低濃度 的狀況,而且金屬鎳可以自陰極剝下,或直接放在鍍鎳槽當作陽極。這套設備是一家英國公司所生產,但是名字不記得了。
Q139: 本廠有一套電解回收黃金的設備,從鍍金的靜滯水洗槽內回收金。設備有15年歷史了,陽極是鈦質電極,披覆一層陽極電鍍處理的黑色塗佈;需時常更換。這套電解回收設備之後,還接一套陰離子交換樹脂系統;請問這套設備是否該換了?(2002二21)
Ans: 查 看電解回收系統陽極與陰極之間的操作電壓,用校正後的伏特計量測變化的情形;電壓過高會電出別的東西。查看整流器功能是否正常,交流電不能用來電解回收; 試用比較新的電極。陽極與陰極板不接電源時,測量電阻質。如果有一套完整的操作記錄,就可以用來判斷溶液中存留的金含量。
Q140: 本廠將更新鋁材光澤、陽極氧化及著色處理線,請教有什麼比生石灰更好的處理方式?(2002三12)
Ans: 最 新的技術是光澤槽/第一次清洗槽封閉循環系統,配置真空蒸發器與部分回收;初設費用雖高,但是廢棄物處理費用也持續升高。廢水處理技術已經可以將磷酸鹽由 100g/L降至0.3 ppm,只要把石灰/氫氧化鈉處理系統稍微修改即可(拜託不要用硝酸...用電解光澤法);方法包括pH啟始點、加料點與正確的選用絮凝劑。不是純粹的沉 澱作用,還包括石灰懸浮質的吸附作用。
Q141: 本廠 規劃裝設新研發的廢水處理系統,預期處理效果和離子交換樹脂一樣好,但是便宜多了;第一個選擇的目標是六價鉻。濃縮的鉻溶液想要用電解方式回收,但是卻找 不到相關資料;頂多是聲明六價鉻無法有效回收。其實沉積速率不是問題,只關心是否有可能性,在什麼濃度條件下有可能進行。(2002三12)
Ans:
  • 通 常鍍鉻槽液中鉻酸濃度是33 英兩/加侖(247公克/公升),若是鉻酸濃度是1英兩/加侖,電解效率降到1/33以下。當然,要改善效率還是可以的;例如讓陽極陰極儘量接近,超大陽 極陰極板面積,提高電壓。陽極陰極之間水流要湍急,以消除"邊界層"效應,避免"樹枝"狀沉積。這些考量納入設計,系統操作就不會很便宜。還有,pH控制 會很麻煩,因為系統電壓遠超過氫的還原電位,結果陽極上的電大部分都變成了氫氣。
  • 無意澆冷水,但是電解回收鉻是浪費時間。在低濃度的六價鉻或三價鉻槽液中鍍鉻是很難的,雖然三價鉻的情況好一些,但還是要許多電解質與添加物才行,包括氯化物與硫酸鹽為底的三價鉻,和鍍鎳頗為相似(電解回收鎳也不容易)。有時候採用石墨陽極,但是沉積還是不理想。
Q142:
  • 請教電鍍廢水處理後回收的技術有幾種?那一種技術可用來在製程上使用。(2002三20)
  • 本廠設有廢水處理廠,排放量為每分鐘12 加侖(2.7噸/小時)。請教何種回收技術最實用經濟。(2002四2)
Ans:
  • 問題太壟統,不過,要把處理過的廢水回收使用到製程上是不切實際的。製程用水最好分流處理,要比混合在一起好得多。
  • 處理過的廢水不適合直接回收使用到製程上,正確的方法,是在每一製程用水去離子後回到原製程,而不是在廢水混合後去處理那其中的各種添加物;否則去離子處理會生出一大堆廢液。
  • 其 實不致於像有些人所說的那樣,去離子處理會生出一大堆廢液!而且也不一定要在每一製程用水去離子處理回收!混合廢水不是問題,重要的是一定要先調勻。其實 回收率94 - 98%是合理的,例如逆向流填充床的設計,可以消除逆洗步驟,回收率就愈高。再生一次通常要用到3.5 - 5床體積的水,如果一支樹脂床有3.5立方英尺(1立方英尺 = 7.43加侖),兩支樹脂床有7立方英尺,即7.43加侖,共52加侖;再生一次要產生52加侖 x 5 = 250加侖再生廢水。因為是每操作3天進行一次再生,如果操作速率是12GPM/8小時/天,實際上已回收了17,280加侖的水,250加侖再生廢水只 佔回收量的1.5%。處理過的廢水也可以藉過濾的逆滲透系統回收,逆滲透系統前裝設超過濾,或是廢水經微過濾處理,均可為逆滲透系統提供良好的預處理水; 如果殘留的溶解物質濃度低,回收率可達60 - 75%。這種回收水混合自來水,進行去離子處理時就會很經濟。
  • 清 洗水的雜質濃度較低,回收處理總是比混合製程藥劑的廢水簡易與經濟。廢水處理要加一堆藥劑,成本一定比較高,每1,000加侖約$8 - 15美元(每噸2.1 - 4美元);而回收系統操作成本每1,000加侖約$2 - 4美元(每噸0.5 - 1美元)。為了評估回收可行性,工廠要做一些調查檢測;例如製程說明、用藥成份、用水流量、帶出液數量、pH、導電性。如果水中溶解物質濃度少於600 ppm,離子交換去離子回收系統是最好的選擇,否則,逆滲透系統(搭配預處理)可能較適合;逆滲透處理過的水再用去離子系統處理。
Q143: 本廠打算用溴酸鹽基的去氧化劑來清洗鋁材,以便後續的陽極氧化處理與化學皮膜處理;技術資料表說可以應用亞硫酸氫鈉分解去氧化劑,但沒有提到細節。請教有關廢水溴酸鹽/自由溴的處理方式。(2002四2)
Ans:
  • 溴 是一種強力消毒劑,很難被化學還原劑分解;而且也不大可能殘留在化學製程溶液中,因為在水中很快就轉化。另一方面,有許多方法可以還原溴酸鹽。亞硫酸氫鈉 (MBS?)的作用不是很明瞭,假設沒問題;其他方式如活性碳、紫外線或硫酸鐵均證明有效。為什麼要用溴酸鹽基的去氧化劑?溴酸鹽(鈉鹽或鉀鹽)在低濃度 時是癌誘發物質,很容易被皮膚吸收。請仔細瞭解物質安全資料表 MSDS的說明,謹慎使用該物質。
  • 讀到溴酸鹽是癌誘發物質真是吃驚,而且還記載於MSDS;我的MSDS一定是過期了。溴是強氧化劑,應該在得到電子後被還原。
  • 大 約在2000 - 2001年期間,環保署確認溴酸鹽是可疑的癌誘發物質;因為自1990年有關自來水用臭氧消毒的研究顯示,水中的溴化物顯示某種致癌性質。過去兩年這方面 的研究頗多,因為愈來愈多的自來水廠用臭氧替代氯酸鹽來消毒。加州環保局在2000年八月提出議案65號,指出溴酸鹽是癌誘發物質。當然不是說不能用這些 物質,但是要瞭解狀況。
  • 得知此事令人驚訝,原以為水療館是用溴取代氯來消毒,因為溴在常溫下比較穩定。如果癌誘發物質一說是事實,會有一大群消費者準備打賠償官司。
Q144: 本廠電鍍廢水含鉻7.09 ppm、銅37.5 ppm、鐵13.2 ppm、錳41.6 ppm;已知應該先用亞硫酸氫鈉把六價鉻還原成三價鉻,然後用次氯酸鈉分解氰化物,最後把水中污染物質沉澱掉。請問該怎麼作才能把所有的污染物質一網打盡?(2002四4)
Ans:
  • 絕 對不能讓含鉻廢水與氰化物廢水相混,也不能讓氰化物廢水與酸混合,因為兩者接觸可能產生有毒的氰酸氣體。所以,這種混合廢水(沒提到氰化物濃度)先要用漂 白水,在pH 10.5 - 11.5的狀況下反應,直到所有的未結合氰化物均氧化反應完畢,成為氰酸鹽,然後調降pH 到8.5,加更多的漂白水來摧解氰酸鹽。這個時候,才能進一步還原鉻;在pH約4.5 - 5.0的狀況下,加入重亞硫酸鈉進行反應。
  • 待所有六價鉻均已還原成三價鉻,廢水就可以用石灰來處理;如果有必要,可以用硫化物或氨基甲酸鹽DTC,把上澄液水中殘留的金屬除盡。但是最重要的,是要由受過訓練的廢水操作人員負責廢水處理場的作業;因為沒有受過訓練的人,無法應付隨時會有狀況的廢水。
Q145: 擴散透析系統用陽離子薄膜來去除自由NaOH,保留鋁酸鈉(溶於鹼液中的鋁),是否可行?請問薄膜是否能忍受25%的NaOH 溶液(pH 13)?(2002四7)
Ans: 可 能不行。處理酸的擴散透析是為了回收陰離子,這種陰離子通常是大分子量、二價的化合物,使之具備較大的傾向與通過薄膜的水"附著"。現在試著藉陽離子的應 用回收鹼 - 要和氫離子競爭傳輸能力(甚至於在高度鹼性的狀況);但是鈉離子傳輸能力很差,因為其性質穩定而且只有一價。試試用沉澱與過濾的方式處理。
Q146: 請教廢水中的酚該如何處理?(2002四11)
Ans:
  • 活性碳
  • 酚 通常用氧化法去除;Fenton法(過氧化物 + 鐵)、過氧化物/UV、與其他強氧化劑在適當的狀況下,都可以把酚解析掉。若是酚濃度很稀,可以考慮用合成吸附物質;有一系列苯乙烯與二乙烯苯共聚合物聚 合物合成的吸附物質,對於酚的吸附能力與容量均很高,而且可以用氫氧化鈉稀溶液再生;再生液的酚藉批式氧化法分解。
Q147: 本廠有100加侖5%濃度的硝酸溶液,想用碳酸氫鈉中和;請問用量計算的方式。(2002四16)
Ans:
  • 回去把化學教科書好好溫習一下,假設反應式為: HNO3 + NaHCO3 →NaNO3 + H2O + CO2 表示1摩耳硝酸需要1摩耳碳酸氫鈉,5%濃度的硝酸溶液比重和水差不多,所以100加侖等於834磅的溶液,含42磅的硝酸。因此,與42磅的硝酸等摩耳數的碳酸氫鈉約重56磅;這應該和滴定的結果很接近,但是滴定的實驗要在安全的環境下進行。
  • 最簡單的方式是先用小量的硝酸溶液進行測試,所得的結果再依比例放大;須要一些簡單的數學計算。
  • 應該有做過中和處理的經驗吧!雖然5%的硝酸溶液濃度不算太高,要小心...緩慢加入碳酸氫鈉,小心觀察會有什麼反應。
  • 聽到要加碳酸氫鈉到硝酸溶液中,可能有人會心臟病發呢!小心哪!法令規章... 有人說「法令是傻瓜遵守的條文,卻是智者行動的準則」。還好,是硝酸稀溶液,但是加碳酸氫鈉還是要小心。
Q148: 請教有關變質的鍍鉻槽液回收的問題。本廠有2500加侖的鍍鉻槽液存放在三個儲槽,其中CrO3與 硫酸鹽的濃度均約50英兩/加侖,即374.5公克/公升(另外1200 加侖的濃度是70英兩/加侖);而三價鉻佔總鉻的2%。這些鍍槽液久經使用,是該除去水份後委外處理?還是該想法子延長使用壽命呢?本廠鍍槽容量約 1400加侖,換新槽液需成本$35,000美元,加上廢液處理每桶要$700美元。(2002四17)
Ans:
  • 本人從來不考慮把鍍鉻槽液委外處理;應該可以藉過濾、三價鉻氧化處理、去除鐵離子等方法處理。仔細考慮多孔缽或透析薄膜法的應用可行性。
  • 請 再查核鍍鉻槽液的濃度,因為如果硫酸鹽的濃度高達50英兩/加侖,就要用鋇離子把99%的硫酸鹽沉澱掉,這樣化學成分比例才正確。但是這麼作費時花錢,產 生一大堆有害污泥,必須委託合格清除處理業者清運。如果硫酸鹽濃度真的這麼高,建議把鍍鉻槽液委託專業回收商再生處理;雖然成本不會比較便宜,但是有資源 回收正面的績效,也免除廢棄物處理的後續法律責任。
Q149: 本廠鋼捲已經鈍化處理,然後用含洗潔劑的清洗溶液除油;清洗槽在清理的時候發現槽底淤積大量污泥,要用鏟子移除。請教這些污泥哪理來的?是否有害?(2002四21)
Ans:
  • 這裡提到的鈍化處理須要進一步澄清說明,因為不銹鋼鈍化處理藥劑有許多種,而且浸鍍鋅與電鍍鋅的鈍化處理完全不同;操作員應該要搞清楚。
  • 在美國,公司依法要讓員工瞭解工作所接觸化學藥劑的危害性;難以想像會有公司敢不遵守法令規定。去向主管要求提供相關化學安全資料,任何盡責的經理都會認真考慮員工的請求,並提供正確的資訊。
Q150: 本廠利用冷卻塔冷卻鍍鉻槽液以免過熱;請教有什麼簡便的方法,可以偵測鉻液是否洩漏到冷卻塔。(2002四22)
Ans: 導電度計可能是最實用的偵測儀器,鉻酸導電度很高,水的導電度很低。還有,鉻酸顏色鮮明,即使濃度只有幾個ppm,但是顯現的黃色很容易分辨。

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