簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 陳輝霖
論文名稱: 應用奈米鐵粉於電凝系統處理印刷電路板廢水之研究
A Study of Printed Circuit Board Wastewater via Electrical Coagulation System Treatment by Nanoscale Iron Particles
指導教授: 陳忠輝
Chen, Chong-Hwi
連惠心
Lien, Hui-Hsin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 圖文傳播學系
Department of Graphic Arts and Communications
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 印刷電路板廢水電凝系統奈米鐵粉化學需氧量
英文關鍵詞: Printed Circuit Board(PCB)Wastewater, Electrical Coagulation System(EC), Nanoscale Iron Particles, Chemical Oxygen Demand(COD)
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:310下載:69
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 印刷電路板在製程中使用多種化學藥品及特殊原料,所產生的污染物亦大多具危害性,易衍生嚴重的環保問題。而目前印刷電路板業者之廢水處理系統,無法對高含量之化學需氧量(COD)廢水做有效處理。而電凝系統其有佔地小、操作簡單、操作費用低及處理效率佳等優點。另外,奈米鐵粉具有高表面積與高體積比的特性與反應速率快、處理效能佳等優勢。
    有鑑於奈米鐵粉的各種優越特質,本研究藉由奈米鐵粉應用於電凝處理系統中,探討電凝系統之各項操作變因,包括:pH值、電壓、電凝停留時間等,對於處理效能的影響並分析最佳的操作條件與處理流程。研究之實驗分為三個部分進行,第一部份為電凝前導實驗,第二部分為未添加奈米鐵粉之電凝實驗,第三部分則為添加奈米鐵粉之電凝實驗。研究結果顯示,在添加奈米鐵粉、pH=2、電壓100V及電凝停留時間5分鐘下有最佳的處理效能;根據此操作條件與處理流程,其COD去除率可達95.28%;因此,應用奈米鐵粉於電凝系統能有效去除、降低印刷電路板廢水COD污染。

    Many kinds of chemical and special raw material are used in the process of manufacturing printed circuit board. It produces a large amount of harmful waste liquid and pollutants which can derive to a severe environmental issue. Nowadays the problem of high content of COD (Chemical Oxygen Demand) still can not be solved effectively in the wastewater process system . The electrical coagulation system has some advantages such as small land occupation, simple operation, low operation cost and high efficiency. In addition, the nanoscale iron particles have some features such as high volumes of surface area and mass, quick response speed and high efficiency.
    Due to various kinds of superior characteristics of nanoscale iron particles, this research employ the nanoscale iron particles in developing electrical coagulation system, and evaluated every factor in electrical coagulation system which includes PH index, power voltage and hydraulic retention times (HRT). This research is trying to analyze the best operating condition and procedure for treatment efficiency. The experiments in this study consisted of three phases: The first part, the experiment of leading the way for the electrical coagulation. The second part, the experiment of electrical coagulation for not adding the nanoscale iron particles. The third part, the experiment of electrical coagulation for adding the nanoscale iron particles.The study result shows that the best treatment efficiency was adding nanoscale iron particles, while PH=2 with applied power voltage 100V within 5 minutes HRT. Based on this operation condition and follow the procedure, up to 95.28% of COD can be cleaned out. It was verified by the experiment that the method of adding nanoscale iron particles in electrical coagulation system during the treatment of printed circuit board wastewater can eliminate and reduce the COD waste water in printing circuit board effectively.

    摘 要 I Abstract II 目 錄 III 圖目錄 VI 表目錄 VII 第壹章 緒論1 第一節 研究背景與動機1 一、研究背景1 二、研究動機2 第二節 研究目的與問題3 一、研究目的3 二、研究問題4 第三節 研究假設與假定4 一、研究假設4 二、研究假定5 第四節 研究範圍與限制5 一、研究範圍5 二、研究限制6 第五節 研究架構與流程6 一、研究架構6 二、研究流程7 第六節 名詞釋義8 一、印刷電路板8 二、電凝系統9 三、奈米材料9 四、化學需氧量9 第貳章 文獻探討10 第一節 印刷電路板製程10 一、印刷電路板製造方法10 二、印刷電路板製造流程15 第二節 顯影、去墨/膜廢液之來源、組成與特性21 一、顯影、去墨/膜廢液之來源、組成21 二、顯影、去墨/膜廢液之特性 22 第三節 顯影、去墨/膜廢液處理技術24 一、酸化及化學混凝沉澱處理法(前處理)24 二、生物處理法(二級處理)24 三、活性碳吸附處理法(後處理)25 第四節 電凝系統之原理與特性25 一、電凝系統原理25 二、影響電凝系統處理成效之因素27 三、電凝系統特性28 第五節 奈米材料29 一、奈米材料的種類 30 二、奈米材料的製備方法31 三、奈米材料的應用領域34 四、奈米鐵粉在環保領域之應用35 第六節 小結36 第參章 研究方法38 第一節 實驗設計38 一、多因子實驗設計38 二、實驗變項分析39 第二節 前導實驗43 一、電解質添加量43 二、奈米鐵粉添加量 44 第三節 實驗設備與材料45 一、實驗設備45 二、實驗材料46 第四節 實驗流程46 第五節 實驗分析47 第肆章 結果與討論49 第一節 各項參數對處理能力之探討49 一、奈米鐵粉添加與處理成效之關係49 二、pH值與電凝停留時間之關係52 三、電壓與pH值之關係55 四、電凝停留時間與電壓之關係58 第二節 實驗因子最佳處理組合之分析比較61 一、在pH=2,電壓50、100、150V,電凝停留時間3、5、8分鐘下61 二、在pH=5,電壓50、100、150V,電凝停留時間3、5、8分鐘下63 三、在pH=7,電壓50、100、150V,電凝停留時間3、5、8分鐘下65 第三節 小結67 第伍章 結論與建議68 第一節 研究結果之整合68 第二節 與過去相關研究比較69 第三節 研究建議71 一、應用建議71 二、對後續研究之建議71 參考文獻72 附錄76

    中文部分:
    尹邦躍(2002)。奈米時代。台北:五南。
    申浩民(2003)。以臭氧/UV處理印刷電路板業廢水之研究。國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文,台北。
    台灣電路板協會(2001a)。電路板基礎製程簡介。桃園:印刷電路板協會。
    台灣電路板協會(2001b)。電路板業廢棄物清理現況調查報告。桃園:台灣電路板協會。
    台灣電路板協會(2004)。電路板機械加工技術。桃園:印刷電路板協會。
    白蓉生(2000)。電路板術語手冊。桃園:印刷電路板協會。
    呂冠霖、高思懷(1997)。利用電聚浮除法處理染整工業區廢水之研究。第二十二屆廢水處理技術研討會論文集,561-568。
    李世光、張所鋐、林世明、張培仁、林啟萬、黃榮山、胡毓忠、劉安順、孫美芳、韓謝忱、陳吉良、劉盈村、王裕銘(2002)。奈米科學與技術導論。台北:經濟部工業局。
    林世亮(2000)。以觸媒濕式氧化法處理印刷電路板高濃度COD廢液之研究。國立中山大學環境工程研究所碩士論文,高雄。
    林振華譯(2003)。川合 知二著。奈米技術入門。台北:全華。
    周文欽(2002)。研究方法概論。台北:國立空中大學。
    柯麗玲、邱美綺(2003)。奈米科技與印刷紙張。印刷科技季刊,19(1),19-26。
    張立德(2002)。奈米材料。台北:五南。
    張立德、牟季美(2002)。奈米材料和奈米結構。台中:鼎隆。
    張慶源(2001)。以臭氧/紫外光去除印刷電路板電鍍液中亞甲基二奈磺酸鈉之研究。國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文,台北。
    陳見財(1998)。利用高壓脈衝電凝法處理染整廢水之可行性評估。工業污染防治報導,118,4-6。
    郭東瀛(2002)。台灣產業應用奈米技術的借鏡(上),工業材料,185,78-92。
    連興隆(2002)。奈米科技在地下水復育之應用。環境工程,13(4),20-24。
    黃文魁(2002)。以奈米技術提升傳統產業之建議。新竹:工研院經資中心。
    黃耀輝(1999)。印刷電路板業高濃度COD廢液高級處理技術比較,載於中華民國環境工程學會第二十四屆廢水處理技術研討會論文集,785-790。
    黃耀輝、周珊珊、黃國豪、李勝男(1998)。新的電-芬(Electro-Fenton)法於高濃度COD廢水處理之研究。載於第五屆海峽兩岸環境保護學術研討會論文集,(頁542-547),台北。
    楊倩、陳見財(1998)。利用量子電化學電凝技術處理工業廢水之可行性。工業污染防治報導,119,7-8。
    楊倩(1999)。電路板製造業環保安衛技術交流示範觀摩會成果報導。工業污染防治報導,131,13。
    經濟部工業局(1993a)。印刷電路板製造業減廢案例彙編。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局(1993b)。印刷電路板製造業廢水處理技術整合及推廣專案綜合報告(IPC-82F-005)。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局(1994a)。廢水處理廠操作管理。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局(1994b)。印刷電路板製造業水污染防治技術。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局(1996a)。印刷電路板製造業廢棄物資源化案例彙編。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局(1996b)。印刷電路板製造業廢棄物資源化案例彙編。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局(1999)。電路板業整合性技術手冊。台北:經濟部工業局。
    經濟部工業局 (2002)。電路板業環境技術與建制環境管理系統指引。台北:經濟部工業局。
    廖建治(2002)。電路板剝膜廢液之化學及生物處理。私立元智大學化學工程學研究所碩士論文,桃園。
    劉敬彪、高思懷(1997)。比較電聚浮除法、電凝法、Fenton法改善染整工業區廢水之研究。第二十二屆廢水處理技術研討會論文集,553-560。
    黎正中 譯(1997)。Montgomery,Douglas著。實驗設計與分析(第四版)。台北:高立。
    龔建華(2002)。影響世界改變未來你不可不知的奈米科技。台北:世茂出版社。
    蕭長青、陳忠輝(2000)。印刷業廢水應用電凝處理系統,印刷科技季刊,16(5),74。
    蕭長青、陳俊瑜、孫長春(2000)。應用電凝系統處理電鍍廢水。載於2000產業環保工程實務技術研討會論文集,304-314,台北。
    蕭長青、周新彬、邱金同(2001)。電凝系統應用於染整廢水處理-- 墨西哥之成功經驗。黎明學報,13 (2),93-98。
    蕭長青、邱金同、詹明芳(2002)。應用電凝系統處理廚餘廢水。黎明學報,14 (2),35-44。

    英文部分:
    Alex, Mikszewski. (2004). Emerging technologies for the in situ remediation of pcb-contaminated soils and sediments: Bioremediation and nanoscale zero-valent iron, from
    http://clu-in.org/download/studentpapers/bio_of_pcbs_paper.pdf
    Barrett, N. P. (1993). Alternating current electro coagulation for superfund site remediation, Air&Waste, 43, 784-789.
    Birnbaum, D. (2003). The future of the printed circuit board: A strategic overview, Orbotech Corporation Seminar, Taipei.
    Gillham, R. W., & S. F. O’Hannesin. (1994). Enhanced degradation of halogenated aliphatics by zero-valent iron. Ground Water, 32, 958–967.
    Gurses A., Yalcin M., & Dogar, C. (2002). Electro coagulation of some reactive dyes: A statistical investigation of some electrochemical variables, Waste Management, 22, 491-499.
    Jiang, J. Q., Graham, N., Andre, C., & Kelsall, G. H. (2002). Laboratory study of electro-coagulation-flotation for watertreatment, Wat. Res., 36, 4064-4078.
    Leu, H. G., Lin, S. H., & Lin, T. M. (1998). Enhanced electrochemical oxidation of anionic surfactants, Journal of Environment Science and Health, A33(4), 681-699.
    Lin, S. H., Shyu, C. T., & Sun, M. C. (1998). Saline wastewater treatment by electrochemical method, Wat. Res., 32(4), 1059¬-1066.
    Mollah. M. Y. A., Schennach, R., Parga, J. R., & Cocke, D. L. (2001). Electrocoagulation(EC)-science and applications,Journal of Hazardous Materials, B84, 29-41.
    Masciangioli, T, & Wei-xian, Z. (2003). Environmental technologies at the nanoscale. Environmental Science and Technology , 37(5), 102A-108A.
    Siddhaye, S., & Sheng, P. (1997). Integration of environmental factors for process modeling of printed circuit board fabrication, 1997 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, 226-233.
    Shiau, C. Hsueh, K., & Jan, M-F. (2002). Wastewater treatment via electrical coagulation for selected industries proceedings, 4th Queensland Environmental Engineering Conference, Brisbane, Australia, 143-148.
    SITE Technology Profile – Emerging Technology Program November (1994) – Complete Project。
    U.S. Environmental Protection Agency [U.S. EPA] (1993). Electro-pure alternating current electro coagulation , EPA/640/S-937504.
    Wang, Chuan-Bao., & Zhang, Wei-xian. (1997). Synthesizing nanoscale iron particles for rapid and complete dechlorination of TCE and PCBs. Environmental Science and Technology, 31(7), 2154-2156.
    Worhach, P., & Sheng, P. (1997). Integration of environmental factors for process modeling of printed circuit board assembly, 1997 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, 218-225.

    QR CODE