流動式電極電容去離子(FCDI)系統移除工業廢水中之鉻(VI)

doi:10.6846/tku202400746

淡江大學機構典藏 > 工學院 > 水資源及環境工程學系暨研究所 > 會議論文 > Item 987654321/127150

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Title:	流動式電極電容去離子(FCDI)系統移除工業廢水中之鉻(VI)
Other Titles:	Flow-Electrode Capacitive Deionization (FCDI) System to Treat Chromium (VI)-Containing Wastewater
Authors:	高長鴻, 余柔柔, 彭晴玉
Keywords:	流動電極電容去離子;活性碳;脫鹽;六價鉻;四氧化三鐵
Date:	2023-11-17
Issue Date:	2025-03-20 12:12:27 (UTC+8)
Abstract:	世界上的水資源需求量增加，但淡水卻無法如同需求量增長，因此如何獲得潔淨淡水是人類極需要解決的問題。電容去離子(Capacitive Deionization, CDI)為近年受到關注的新穎脫鹽技術，相較於傳統常採用的薄膜處理或熱處理技術，具有節能、易再生、無二次汙染等優勢。流動電極電容去離子 (Flow-electrode Capacitive Deionization, FCDI)是電容去離子(Capacitive Deionization, CDI)系統的新型態系統，具有諸多優勢，包括：去除效率高、可處理高濃度溶液，並可實現連續脫鹽。FCDI技術為使用流動式的懸浮電極材料，相較於傳統CDI系統之固定式電極，FCDI系統可以連續移除水溶液中鹽類離子，不會因電極再生步驟而中斷離子去除，適合處理高濃度鹽水濃度，且有系統易於放大實廠化之優勢。本研究測試 FCDI 系統於 4 種不同重鉻酸鉀濃度 (50, 100, 500, 1000 mg/L)之脫鹽表現，以短流封閉系統(Short-Circuit Closed, SCC)操作 2 小時，流動電極材料為 5 wt%活性碳，研究顯示 FCDI 去除重鉻酸鉀的效率隨著重鉻酸鉀濃度提高而提升，去除效率分別為95.2%、93.0%、96.5%與97.2%，平均脫鹽速率(Average Salt Removal Rate, ASRR)則是於重鉻酸鉀濃度為 100 mg/L 時，有最高的 ASRR，可達 3.1*10-4 mmol/cm2 /min；但就充電效率(charge efficiency) 與能源消耗(energy consumption)而言，於重鉻酸鉀濃度為1000 mg/L 時，擁有最高的充電效率(98.9%)與最低的能源消耗(21.4 kWh/mol)。本研究證實了以流動式電極電容去離子系統移除含鉻工業廢水的可行性，FCDI系統以重鉻酸鉀濃度為1000 mg/L時，具有高去除效率、高ASRR、低能耗及具有良好的選擇性，之後將再深入研究FCDI對移除不同價數Cr (Cr(III)或Cr(VI))的效能。
DOI:	10.6846/tku202400746
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