流体化结晶床介稳区范围界定.PPT

流體化結晶床介穩區範圍界定 資環所一年級 杜沛勳 研究動機： 台灣地區部份台地、丘陵或南部山區山麓地帶，其土壤類型屬於紅讓，洪積層物質紅壤面積高達128,000公頃。紅壤屬於酸性土，不利於農作物耕種，所以須改善其土壤PH值。 研究動機： 過去對於FBC之研究發現，所使用之擔體一般均為石英砂或矽砂，再添加Ca與水中磷形成HAP(Ca5(PO4)3OH)之結晶物後附著於擔體上形成結晶顆粒，該結晶顆粒施作於農田可當肥料，當HAP肥分被作物吸收後，剩下之石英砂或矽砂則對土壤有通氣作用，可促進作物生長。 研究動機： 但是若將FBC擔體改為台灣非常普遍之石灰岩，除可達到上述結晶顆粒可當肥料外，石灰岩之CaCO3亦將對於酸性土壤(例如紅壤或是其他酸性土質之土壤)改善其PH之作用，介穩區的界定可使單體結晶更為完整。 研究問題： 以粒狀石灰岩FBC擔體之結晶試驗，其最佳結晶條件(pH、Ca/P比)為何? 以粒狀石灰岩為FBC擔體之結晶之成長數率為何？和什麼因子有關？ 晶體成長是否可以找到一個容易操作之指標(indicator)？如果可以，將可方便排晶之時機，增加操作之方便性。 以粒狀石灰岩為FBC擔體形成之結晶顆粒特性為何？包括結晶體成分(例如Ca及P，此將係肥分)、晶體表面結構與晶相。 文獻回顧與探討： 流體化結晶床(fluidized-bed crystallizer,FBC) ，對於無機性廢水處理具有強大之處理能力，具有廢棄物資源化回收之效益外，除具有廢棄物資源化回收之效益外，並具較傳統處理程序(混凝、沉澱、濃縮、脫水、乾燥)操作簡單、彈性大及經濟之優點，近年來已廣泛受到重視，尤其在氟化物、重金屬、磷之回收處理等處理之應用上。 文獻回顧與探討： FBC之原理係利用砂等為擔體，而廢水及可和廢水中之某種或某些可形成結晶之無機性反應兀自FBC底部進流，除需控制回流量使擔體流體化外，並須讓溶液之相對過飽合度(relative supersaturation)控制於介穩區(metastable)範圍內，使之能於擔體上形成結晶，結晶顆粒厚度較大者則自反應槽之底部排出並補充擔體，處理後之廢水則自床頂排出，通常採連續流操作。 文獻回顧與探討： FBC迴流量之控制，除須使擔體流體化外，亦須針對不同濃度之污染物，控制容易之過飽合度於介穩區範圍內，才能使結晶效率佳。換言之，FBC可針對污染物之進流量及濃度之變動，調控不同之回流比因應，甚至例如進流濃度變動由10至10000mg/L之幅度以可因應，因此FBC之操作很有彈性。 研究方法： 建立FBC試驗系統 FBC之啟動、操作及結晶最佳條件試驗 結晶數率數學模式之建立 結晶顆粒特性分析 結晶顆粒特性分析： 粒徑分析：以影像分析儀(Bischke，Model CCD-5024 N)分析。 晶體顆粒之濕密度、乾密度及結晶物之乾密度測定。 晶體顆粒特性分析。 水質分析。 預期結果： 獲知以粒狀石灰岩FBC擔體之結晶試驗，其最佳結晶條件(pH、Ca/P比)。 獲知晶體之成長數率與相對飽合度關係之結晶成長數學模式。 獲知FBC壓差與結晶質量及結晶後度之關係，有利FBC排晶之操作管理。 獲知以粒狀石灰岩作為FBC擔體形成之結晶顆粒特性，利於結晶顆粒之回收利用。 參考文獻： 陳奇琳 (1996)，倒錐流體化結晶床水動力對結晶動力之影響，碩士學位論文，立德管理學院資源環境研究所 楊凱婷 (1996)，流體化結晶床結晶速率模式分析，碩士學位論文，立德管理學院資源環境所。 報告完畢 * * * * *