槽液及土壤溫度

模場實驗進行中，陰/陽極槽液及土壤溫度之變化情形係電動力模場試 圖 4.18 腐蝕之不銹鋼

棒電極(Test 3 陽極)

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驗之一重要監控數據，於試驗期間將因氧化還原反應放出熱量，造成槽液 及土壤溫度之上升，從而探討槽液溫度及土壤溫度與電位坡降、電極接觸 面積及操作流質濃度之關係，以做為實場整治之一重要參考依據。

1. 槽液溫度

圖 4.19 為 Test 1-4 陰/陽極槽液溫度變化情形，其中 Test 1-4 分別於 7、

10、12 及 2 月份進行實驗；使用 0.05 M 乳酸，於電位坡降 0.2 V/cm 及 3.768 m²電極面積之實驗(Test 1, 圖 4.19a)顯示，試驗初始兩極槽液溫度皆為 31.5

℃，在通電後第 3 天其陰/陽極槽液溫度分別逐漸上升至 42.5 ℃及 43.7 ℃，

而從圖中可看出其溫度數據呈現週期性變化，其因係實驗期間因電滲透流 流動使陽極槽槽液下降，當降至監測器監測水位之下，泵浦會進行間歇性

(a)Test 1 (b)Test 2

(c)Test 3 (d)Test 4

圖 4.19 第一代三維模場槽液溫度變化情形(a)Test 1；(b)Test 2；(c)Test 3；(d)Test 4

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補水，而由於操作流質儲存桶中之液體溫度較低，當進入陽極槽後而導致 溫度降低，由於 Test 1 之電位坡降較低，氧化還原反應較高電位坡降情形 緩和，因而陰/陽極槽液溫度平均值差異不大，分別為 40.8 ℃及 41.6 ℃。

而在 Test 2 試驗中，電位坡降提升至 0.35 V/cm，明顯可發現陰/陽極槽 液溫度較 Test 1 高，陰/陽極槽液溫度則平均穩定在 47.8 ℃及 49.2 ℃，與 Test 1 比較明顯溫度差值近 7-8 ℃，其因係電位坡降的提升，導致電解反應 較劇烈導致。

而 Test 3 及 4 試驗期間在 12、2 月(冬季)，其室溫及操作流質溫度較低，

於槽液初始溫度即可看出與 Test 1 及 2 即明顯差了 3-10 ℃，室溫及操作流 質溫度之差異亦明顯影響試驗期間平均溫度，其槽液平均溫度普遍較夏季 期間之溫度低 6-15 ℃，而比較 Test 3 及 4 又發現，Test 3 陰/陽極槽液平均 溫度又較 Test 4 平均溫度高約 4-5 ℃，其因係(1)操作流質桶槽中之槽液初 始溫度 Test 4 僅 22.8 ℃而 Test 3 則為 28.5 ℃，導致後續實驗當補充操作流 質時，溫度即發生明顯之差異，(2)如 4.4.1.3 節所述，當電位坡降為 0.35 V/cm 時，部分電極在第 11-12 天始發生嚴重腐蝕斷裂之情形，而造成施加之電場 無法正常運行，槽液之氧化還原反應停止，導致溫度逐漸下降之情形。

2. 土壤溫度

圖 4.20 為實驗 Test 1-4 中土壤溫度變化情形，圖中由紅色往綠色方向則 係實驗中陽極槽往陰極槽之方向，土壤溫度量測方式請參照 3.6.2 節第 6 點，

有較詳細之說明。

圖 4.20a (Test 1)為電位坡降 0.2 V/cm 試驗中所呈現之土壤溫度，土壤平 均溫度為 39.0 ± 0.38 ℃，較室溫高 4.5 ℃，而從圖 4.20a 中可發現土壤以 近陽極端區塊溫度略高，而往陰極逐漸遞減，其因係電能耗損導致，但土

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壤溫度差異不大；而 Test 2 土壤平均溫度為 44.5 ± 0.38 ℃，其與 Test 1 室 溫相近，卻比 Test 1 之土壤平均溫度高出 5.5 ℃，係因高電位坡降(0.35 V/cm) 所致，顯示電位坡降提升會造成土壤溫度升高，且於圖 4.20b 亦可發現其土 壤溫度趨勢與 Test 1 相似，因電能耗損之緣故，而呈現由近陽極端逐漸往 近陰極端遞減情形。

而 Test 3 土壤平均溫度為 42.1 ± 0.84 ℃，與 Test 2 比較其室溫差低 5 ℃，

但在土壤平均溫度中僅較 Test 2 低 2.4 ℃，其因係電極面積增加，促使電 解反應加劇導致，顯示電極面積增加亦會提造成土壤溫度升高，但由於實 驗月份為冬季，室溫及操作流質溫度明顯較低，使土壤溫度亦較低，而於 圖 4.20c 亦可發現其與 Test 1 及 2 有相同之情形，因電能耗損，導致近陽極

圖 4.20 第一代三維模場土壤溫度變化情形(a)Test1；(b)Test 2；(c)Test 3；

(d)Test 4

(a)Test 1

(c)Test 3 (d)Test 4

(b)Test 2

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端土壤區塊溫度往近陰極端逐漸遞減情形。

而 Test 4 土壤平均溫度則係 38.8 ± 1.74 ℃，與 Test 2 比較其室溫差低 12.7 ℃，而土壤平均溫度則較 Test 2 低了 5.8 ℃，其因係 Test 4 實驗月份 於 2 月(冬季)，如 Test 3 係因室溫及操作流質溫度較低之緣故，導致土壤溫 度較低，而圖 4.20d 亦可發現與 Test 1-3 相同情形，土壤各區塊溫度明顯由 近陽極端往近陰極端逐漸遞減。

綜上分析，整治期間因電能耗損，導致土壤溫度於近陽極端有最高之溫 度，而後呈現往近陰極端遞減，但其差異不大；而在改變電位坡降、電極 面積及操作流質濃度後，由圖 4.20 發現，主要以電位坡降對溫度影響為最 劇，而電極面積及操作流質濃度提升則對溫度影響較不明顯，而實驗期間 主要影響溫度因因素為電位坡降、室溫及操作流質溫度，若於國內夏季進 行整治時，可藉電位坡降及操作流質溫度調節槽液及土壤之溫度變化。