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第三章 研究方法

3.6 批次試驗

3.6.1 過氧化氫生成測定

本研究在室溫25 ℃下於165 mL之血清瓶中進行批次試驗。水樣體積 為100 mL,並於血清瓶中分別加入1 g 之nZVI、ZVAl、Fe/Al進行反應(不 含甲醇)。血清瓶置於水平震盪儀上,以震盪速率175 rpm使水樣充分混

合,並暴露於大氣中。在初始pH值方面: nZVI之pH為8.90、ZVAl之pH為 6.20、Fe/Al之pH為4.85,最終pH值分別為8.71、6.11、5.49。並於固定採 樣時間由反應系統中取3 mL水樣過濾後,與調製好的鈦試劑1:1比例混 合,將分光光度計波長調為400 nm測其吸收度。

3.6.2 亞鐵離子生成測定

本實驗於 165 mL 之血清瓶中以 nZVI、Fe/Al 各 1 g 置於 100 mL 去離 子水中進行批次反應。血清瓶以震盪速率 175 rpm 之水平震盪儀混合,

並暴露於大氣中試驗。在初始 pH 值方面: nZVI 之 pH 為 9.06、ZVAl 之 pH 為 6.60、Fe/Al 之 pH 為 4.92,最終 pH 值分別為 8.55、6.58、6.55。

並於固定之採樣時間由反應系統中取 5 mL 水樣稀釋至 25 mL 過濾後,加 入亞鐵離子粉末試劑,經變色後,用分光光度計測定。

3.6.3 NZVI、ZVAl、Fe/Al 氧化探針式化合物試驗

以甲酸及甲醇做為探針式化合物,反應材料為 nZVI、ZVAl、Fe/Al。

本實驗於室溫 25 ℃、165 mL 之血清瓶中進行批次反應,並將血清瓶置 於水平震盪儀上,以震盪速率 175 rpm 使水樣充分混合,並暴露於大氣 中。每次使用金屬重量為 1 g,甲酸及甲醇濃度各為 32~60 mg/L 和 31~791 mg/L,水樣體積為 100 mL,批次實驗時間為 24 hr。在初始 pH 值方面:

nZVI 之 pH 為 8.82、ZVAl 之 pH 為 5.38、Fe/Al 之 pH 為 4.78,最終 pH 值分別為 8.67、7.02、5.30。並於固定之採樣時間由反應系統中取少量水 樣稀釋,再利用離子層析儀及分光光度計分析之。

3.6.4 Fe/Al 之 EPR 自由基量測試驗

以 DMPO 做為自由基捕捉劑,反應材料為 Fe/Al。本實驗於室溫 25

℃、165 mL 之血清瓶中進行批次反應,並將血清瓶置於水平震盪儀上,

以震盪速率 175 rpm 使水樣充分混合,並暴露於大氣中。每次使用金屬 重量為 0.5~5 g,水樣體積為 100 mL,DMPO 濃度為 100 mM,批次實驗 時間為 2~10 hr。並於固定之採樣時間由反應系統中取 1 mL 水樣及 1 mL DMPO 混合均勻,再利用 EPR 分析之。

3.6.5 Fe/Al 氧化去除染料 COD 值試驗

表 3.2 與 3.3 為不同型號染料秤取固定量 0.03~0.5 g 及 0.57 mL 去定 量至 100 mL,做為高濃度及低濃度的模擬染整廠廢水。並在批次實驗進 行前取樣分析其初始 COD 值,以利於後續計算去除率。以染整廠提供的 染料去人工模擬實場廢水,反應材料為鐵鋁複合金屬。本實驗於室溫 25

℃,165 mL 之血清瓶中進行批次試驗,並將血清瓶置於水平震盪儀上,

以震盪速率 175 rpm 使水樣充分混合,並暴露於大氣中。每次使用金屬 劑量為 1~5 g,材料配比為 5~25%。染料 COD 濃度分為高濃度及符合實 場排放的低濃度,水樣體積為 100 mL,批次實驗時間為 24 小時。並於 固定採樣時間由反應系統中取少量水樣稀釋過濾,再利用分光光度計分 析之。

表3.2 高COD濃度不同型號染料的添加劑量及反應系統體積

3.6.7 Fe/Al 去除對染料色度的真色色度試驗

利用不同型號染料取固定量 0.02~0.05 g 以去離子水定量至 100 mL,

做為模擬染整廠廢水。批次 實驗的材 料添加量為 5 g,材料配比 為 15%,反應時間為 24 小時。真色是指水樣去除濁度後之顏色。水樣利用 分光光度計在 590 nm、540 nm 及 438 nm 三個波長測量透光率,由透 光率計算三色激值(Tristimulus value)及孟氏轉換值(Munsell values),最 後利用亞當-尼克森色值公式(Adams-Nickerson chromatic value formula) 算出 中間值(DE,Delta E 或稱 Delta Error)。DE 值與標準品檢量線比對 可求得樣品之真色色度值(ADMI 值,美國染料製造協會,American Dye Manufacturers Institute)。利用這個方法可以判斷水樣色度大小,色度越 高,污染環境的程度就越大。

將標準溶液及樣品於波長 590 nm、540 nm 及 438 nm 時之透光率,依 下列公式計算得出真色色度值(ADMI 值)。

1. 樣品及標準溶液的三色激值 X = (T3 ×0.1899)+(T1 ×0.791) Y = T2

Z = T3 ×1.1835 其中:

T1:由波長 590 nm 測得之透光率 T2:由波長 540 nm 測得之透光率 T3:由波長 438 nm 測得之透光率

樣品的三色激值以 Xs、Ys、Zs表示

 

Test No. Materials Dosage

(g) 配比 生成物 pH Temp