部分因子設計法評估兩段式電透析處理含鉻電鍍廢水之研究

Using Fractional Factorial Design Method to Evaluate Chromium Recovery from Electroplating Wastewater by Two Stage Electrodialysis

楊家豪(Chia-Hao Yang)

指導教授 ： 陳孝行

國立臺北科技大學/工程學院/環境規劃與管理研究所/碩士(2005年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2005.00172

摘要

本研究主要就電鍍製程所排放之洗滌液，以兩段式電透析法（Two stage electrodialysis）進行鉻酸回收再利用之研究，並利用因子設計法進行實驗之規劃、數據分析與預測模式之建立。
第一階段之鉻濃縮程序中，本研究選擇4個因子、3個水準數，其條件設定分別為：流速（5，7.5，10 mL/sec）、電流密度（5，10，15 mA/cm2）、薄膜面積（400，600，800 cm2）、操作時間（60，90，120 min），以三水準部份因子設計法進行實驗配置，所需實驗次數共34-1=27次。經ANOVA分析結果，以電流密度影響最為顯著，其次則是薄膜面積與操作時間。當電流密度15mA/cm2，流速10ml/sec，薄膜面積800cm2，操作時間120分鐘時，可將鉻酸離子濃縮至190%。經迴歸分析結果，可得到一預測方程式表示：鉻酸濃縮率(%) = 144.3 + 23.9×(電流) + 10.2×(薄膜面積)A + 11.4×(操作時間)，檢定係數R2=0.8567。
第二階段氯離子分離程序中，本研究選擇4個因子、3個水準數，其條件設定分別為：流速（5，7.5，10 mL/sec）、電流密度（10，20，30 mA/cm2）、薄膜面積（400，600，800 cm2）、操作時間（60，90，120 min），以三水準部份因子設計法進行實驗配置，所需實驗次數共34-1=27次。經ANOVA分析結果，四個因子均具顯著影響。當電流密度30mA/cm2，流速10mL/sec，薄膜面積800cm2，操作時間120分鐘時，氯離子之去除率可達53%。經迴歸分析結果，可得到一預測方程式表示：氯離子去除率(%) = 18.67 + 2.25×(流速) + 10.79×(電流密度) + 6.24×(電流密度)2 + 2.99×(薄膜面積) + 2.24×(薄膜面積)2 + 5.39×(操作時間)+ 1.59×(電流密度×薄膜面積)。
另外進行第一段濃縮程序之電透析膜經ESCA分析後發現，六價鉻於陰離子膜所測得之反應值（17000 count/sec）較陽離子膜（15000 count/sec）高出許多，這將導致陰離子膜較容易發生濃度極化現象。

關鍵字

兩段式電透析法 ； 電鍍製程 ； 洗滌液 ； 因子設計法 ； ANOVA ； ESCA

並列摘要

無資料

並列關鍵字

two-stage electrodialysis ； spent plating solution ； fractional factor design ； ANOVA ； ESCA

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