電極排列之影響

近年來，許多文獻開始針對電極排列之配置作探討，乃因電極排 列將影響電場分布，完善的電場分布將有助提升整治效能，相較於一 般實驗室尺度之二維排列配置(2D configurations)，由於其主要針對電 動力對污染土壤之水平流向作討論，所能觀察之電動力整治效果有限，

為使將電動力技術有效應用到實場整治且達到經濟效益，電極排列方 式之探討開始成為一項電動力技術操作之重要參數。

1. 水平並列

Risco et al. (2016)利用電動力技術復育受到商業乙氧氟草酸試劑

（FLUOXIL 24 EC）之污染土壤，並以模擬試驗裝置(pilot plant)評估 線性排列電極對其處理效果之影響，反應器大小為175 × 10 ³ cm ³

（LWH：70 ×50 × 50 cm ³），陰陽極槽體分別為1 × 1 × 10 cm³，如圖 2.7所示，此研究所使用同方向之電極排列為具有相同極性的線性排 列，相對於天然揮發在34天之後可增加26.88 %的乙氧氟草醚處理效 果，而由於線性排列之結果沿著陰陽兩極會產生一土壤pH梯度，此 梯度可能會影響土壤中污染物之流動性。

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圖 2.7 水平電極陣列及採樣點位示意圖(Risco et al., 2016) 2. 蜂巢狀排列

Cuevas and Herrada (2016)研究指出，電動力技術可透過適當調整 電極排列，並以直流電進行現地低透水性細顆粒土壤整治，且可有效 控制其污染物之移動方向，且有能量耗用低之優勢，然而，在施行電 動力技術時，其成效受到污染物之性質及系統中氧化還原之反應影 響。

López-Vizcaíno. (2016)在體積為 32 m³，含有乙氧氟草醚、2,4-二 氯苯氧乙酸(2,4-D)污染土壤，以六角形電極排列方式擴大對污染場址 之全面復育，並觀察其土體及電解質井平均溫度、殘留濃度，此研究 之主要目的為擴大電動力技術之土體範圍，且發現高揮發性污染物使 用較高電流密度會因電流熱效應產生較強揮發效果。

此外，Vocciante et al. (2016)對於電動力之電極排列對於現地處理 進行評估，同樣指出蜂巢狀排列情況下，污染物會因為其不同之特性 而向陰極或陽極端蒐集，且不同污染物之性質各不相同，依照污染物 在電動力系統之流動特性，而設計電極之配置方式，此方法具有下列

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優點:(1)提高電滲透流及離子遷移之匯流效果，並減少提取出流液時 所消耗之成本；(2)利用所使用之電解質的性質，幫助污染物進行有 方向性之遷移，此研究所比較之電動力單元如圖 2.8 所示，電極之電 位坡降由 0.07 ~0.4 V/cm，可看出線性排列可藉由施加較多組數之電 場減少未受到電力效果之區域，而由中心電極排列之方式可以看出，

同樣使用較多電極可以減少無電力效果之區域，然而電極增加意味其 能量耗用量較高，為取其平衡，(文獻)採用單一中心電極，外圍擺放 相異極性電極之六角形排列，在處理效能及電力耗用間衡量。

Risco et al. (2016)利用六角形之電極排列方式，將外圍之電極劃分 成兩個三角形範圍作為電極之排列方式，如圖 2.9 所示，外圍之陰陽 極排列方式為陰、陽極相間，處理面積為 70 × 50 × 50 cm³ 之土壤，

圖 2.8 電極排列方式對土體電力有效範圍影響示意圖

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施以1 V/cm直流電，經過34天之處理下，將初始濃度為20.0 mg/kg之 除草劑降低至7.4 mg/kg，雖然此種配置方式可防止pH值於處理區域 內產生極端值，防止土壤酸化或金屬沉澱情形產生，且增加土體電力 有效範圍，然而對於污染物的處理效果並有限，主要原因為模擬洩漏 的發生後污染擴散速度太快，此種配置方式不足以將污染限縮於電極 範圍內。

Risco et al. (2016)同時指出，六角形之電極排列方式亦可以中央陰 極(1C6A)或中央陽極(1A6C)，兩種不同之操作單元進行試驗，如圖 2.10 所示，此種電極排列方式主要包含以下優點:(1)可以控制污染物 之移動方向以利於蒐集(取決於污染物之物理及化學特性) (Peng et al., 2013; Kim et al., 2014; Jeon et al., 2015 )；(2)有效控制土壤之 pH 值、

電場效應較一般線性排列均勻，並產生熱效應，對於揮發性有機物處 理有所助益。

研究結果顯示電動力可成功地處理乙氧氟草醚污染土壤中，其中 電極的排列為一項重要之比較參數，分別在使用 1C6A 和 1A6C 配置

圖 2.9 雙三角形組合之六角形電極排列(Risco et al., 2016)

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圖 2.10 中央陽/陰極之六角形電極排列(Risco et al., 2016)

的治療 34 天後，相對於天然揮發，可以使氟氟芬的去除率達到 27%

及 41%，且 1C6A 和 1A6C 的電極排列方式都可以很好地控制土壤酸 鹼性，因此，可以在電動力處理後減少二次污染的可能性，目前開始 使用於有機物之污染整治，有利於搭配使用氧化電極進行集中降解，

提升其降解效果。