硼酸氫鈉對水溶液中重金屬離子的去除效能

Heavy Metal Removal from Aqueous Solution by Sodium Borohydride

黃仁楷(Jen K. Huang)

指導教授 ： 林勝雄

元智大學/工程學院/化學工程與材料科學學系/碩士(2005年)

摘要

本研究計劃是以化學氧化還原沉降法移除存於廢水中的重金屬離子，所採用的化學藥劑也較傳統的化學混凝劑、高分子螯合劑有所不同。傳統的化學混凝劑、高分子型螯合劑在將廢水中的金屬離子去除後仍會伴隨發生含重金屬污泥處理之問題，而且污泥中的金屬濃度不高，要再回收利用也存在相當程度的困難度，而且在處理污泥的過程又通常會再伴隨發生廢氣排放的困擾，然而透過硼酸氫鈉（SBH）以氧化還原程序來處理廢水中的金屬離子，所得之沉降物為純金屬、金屬氧化物、金屬錯合物的混合物，這不但對減廢是一大幫助，更為資源回收立下莫大的契機；更重要的，不同於使用電解法、螯合劑、離子交換樹酯法，以氧化還原法進行回收不但不受水中金屬濃度的限制，同時在能源消耗量上、藥劑使用量上也相對地低了許多。無論廢水中金屬離子濃度高低，經處理後都可將廢水中的金屬離子濃度降低至1mg/L以下。
硼酸氫鈉的成分濃度、添加速率與廢水的pH值，會直接影響廢水中金屬離子的去除效果；針對這幾項影響因素，在實驗進行時採用批次式裝置，分別討論硼酸氫鈉水溶液中硼氫化鈉含量（12、6、3%）對應氫氧化鈉含量（40、20、10%）的成分濃度組成、硼酸氫鈉添加速率（0.05、0.1、0.5、1.0ml/min）、重金屬離子水溶液的初始pH值（2、3、4、5）這三者對於硼酸氫鈉去除水溶液中重金屬離子效能的影響。
研究結果，硼酸氫鈉水溶液的成分濃度組成與重金屬
離子水溶液的初始pH值這兩者才是影響硼酸氫鈉去除水溶液中重金屬離子效能的兩個關鍵因素。硼酸氫鈉水溶液組成部分是以成分比例NaOH 40%＋SBH 6%、NaOH 40%＋SBH 3%、NaOH 20%＋SBH 3%這三組組成具有最佳的處理效率，而且都可以有效的將水中的重金屬離子含量降低至1mg/L以下；至於含重金屬離子水溶液(廢水)的初始pH值在5~6之間會有較理想的處理效能，若是初始pH值太低則會因為酸鹼中和反應需要消耗NaOH而使硼酸氫鈉水溶液添加量明顯提高而不符合經濟效益。至於硼酸氫鈉水溶液的添加速對去除效能的影響則顯得相當輕微；而硼酸氫鈉水溶液添加入重金屬水溶液後的最佳反應時間則約在50~60秒之間。
只要能掌握硼酸氫鈉水溶液的成分組成濃度與廢水pH值這兩項要素，除了能讓廢水達到排放標準外，對於廢水中的金屬回收也有很大之幫助，最重要的，這將會是最簡便、最有經濟效益的減廢方式。

關鍵字

硼酸氫鈉 ； 水溶液中重金屬離子

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Sodium Borohydride

參考文獻

表面之銅離子去除，台北科技大學材料及資源工程系碩士論

Catalysts for the Hydrolysis of Borohydride,” Journal of

Convenient Synthesis of an Active Nickel Hydrogenation

Journal of Organic Chemical, 35, 1900 (1970)

D.,“The Electrochemical Recovery of Metals from Effluent and