由於下水污泥中含有鐵,而鐵是Fenton氧化反應所需要的催化劑,故將下水污泥資源化之後可催化Fenton氧化反應以去除三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)。下水污泥經由微波裂解後,可得到較高鐵含量的生質炭,故應有較好的催化效果。再者,由於下水污泥生質炭是固體,在其參與反應後可以很容易的被分離而回收再利用。 本研究係以下水污泥生質炭為催化劑,使三氯乙烯進行異相Fenton氧化反應而達到去除的效果,並利用生命週期評估(life cycle assessment, LCA)以掌握該程序所可能造成的環境與生態衝擊。實驗結果顯示,當pH值為3.1並使用經由300 W微波裂解所得到的下水污泥生質炭時,可得到最高的三氯乙烯去除率,是為83%左右(圖一)。以較高微波功率所產製的下水污泥生質炭可提供較佳的催化效果,可歸因於其有較高的鐵含量以及較大的比表面積。經過數次使用後,下水污泥生質炭的反應性並不會有太大的減少,故應具有作為滲透性反應牆(permeable reactive barrier)以去除地下水中污染物的潛力。毒性溶出實驗結果顯示,酸浸下水污泥生質炭所得到的滲濾液中雖含有鉻、銅、鎳、鉛、鋅等重金屬,但其濃度大多低於非飲用水的水質標準。此外,在進行異相Fenton氧化反應後,溶液中會出現一些銅、鋅、鐵等重金屬離子(圖二)。使用200 W下水污泥生質炭可能會造成最高的環境衝擊,可歸因其在異相Fenton氧化反應中所需投入的加藥量為最大。使用300 W下水污泥生質炭所造成的環境衝擊則是最低的(圖三)。利用下水污泥生質炭作為異相Fenton氧化反應的催化劑,可能對於人類健康有最大的衝擊,而對於生態系統品質則是最小。依據異相Fenton氧化反應與生命週期評估結果,推論300 W應為最理想的微波功率。(環工所闕蓓德所長提供) 圖一、異相Fenton氧化反應之三氯乙烯去除效果 圖二、異相Fenton氧化反應之重金屬滲出情形 圖三、異相Fenton氧化反應之生命週期評估結果
由於下水污泥中含有鐵,而鐵是Fenton氧化反應所需要的催化劑,故將下水污泥資源化之後可催化Fenton氧化反應以去除三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)。下水污泥經由微波裂解後,可得到較高鐵含量的生質炭,故應有較好的催化效果。再者,由於下水污泥生質炭是固體,在其參與反應後可以很容易的被分離而回收再利用。
本研究係以下水污泥生質炭為催化劑,使三氯乙烯進行異相Fenton氧化反應而達到去除的效果,並利用生命週期評估(life cycle assessment, LCA)以掌握該程序所可能造成的環境與生態衝擊。實驗結果顯示,當pH值為3.1並使用經由300 W微波裂解所得到的下水污泥生質炭時,可得到最高的三氯乙烯去除率,是為83%左右(圖一)。以較高微波功率所產製的下水污泥生質炭可提供較佳的催化效果,可歸因於其有較高的鐵含量以及較大的比表面積。經過數次使用後,下水污泥生質炭的反應性並不會有太大的減少,故應具有作為滲透性反應牆(permeable reactive barrier)以去除地下水中污染物的潛力。毒性溶出實驗結果顯示,酸浸下水污泥生質炭所得到的滲濾液中雖含有鉻、銅、鎳、鉛、鋅等重金屬,但其濃度大多低於非飲用水的水質標準。此外,在進行異相Fenton氧化反應後,溶液中會出現一些銅、鋅、鐵等重金屬離子(圖二)。使用200 W下水污泥生質炭可能會造成最高的環境衝擊,可歸因其在異相Fenton氧化反應中所需投入的加藥量為最大。使用300 W下水污泥生質炭所造成的環境衝擊則是最低的(圖三)。利用下水污泥生質炭作為異相Fenton氧化反應的催化劑,可能對於人類健康有最大的衝擊,而對於生態系統品質則是最小。依據異相Fenton氧化反應與生命週期評估結果,推論300 W應為最理想的微波功率。(環工所闕蓓德所長提供)
圖一、異相Fenton氧化反應之三氯乙烯去除效果
圖二、異相Fenton氧化反應之重金屬滲出情形
圖三、異相Fenton氧化反應之生命週期評估結果