重金屬廢水處理技術 - 鹼沉法的優勢與限制

鹼沉法 (Metal Hydroxide Precipitation)

為目前主要採用之處理方法，而其使用條件受限於環境條件的影響(如pH)。此法是利用兩性金屬的特性，在某一範圍內具有最低溶解度，即該pH值下具有金屬形成氫氧化物具有最多的固體沉澱。而當隨著pH愈高，該金屬氫氧化物沉澱逐漸再以其他型態溶解與水中。下圖為各金屬pH值與金屬氫氧化物之理論相對關係。

(來源 : Physicochemical Treatment Processes-Handbook of Environmental Engineering)

而依據此相對關係圖，現場操作會再考量個別廢水的特性與存在單一或多種金屬而決定最合的pH範圍，所以往往並非在圖中曲線的最低點。如台中一間電鍍鎳的廢水處理廠，依照現場操作的經驗，最佳pH是落在11左右，在此條件下可產生最明顯的膠羽，而放流水鎳濃度也最低。下表為依現場實際經驗，彙整各金屬最佳沉澱操作範圍與理論最小濃度:

由表中可知，若按照理論最低濃度，大部分重金屬僅依靠鹼沉法即可符合110年的放流標準，甚至達到大陸對於金屬表面處理業的表三標準(ex: 鎳<0.1ppm)。但是在實際上要達到理論濃度並不可能，使用鹼沉法常常還必須面臨重金屬超標的風險，原因在於有二。第一是實際廢水處理並無法達到理想狀態，無論是pH調整、混凝藥劑添加、固液分離等程序都不可能最佳化，理當無法達到理論濃度。其二為各製程中常使用到許多添加劑，在各股廢水混合後，水中的成分已變得相當複雜，且各種成分高高低低無法穩定。例如在電鍍製程當中，有種類繁多的電鍍添加劑溶入到廢水當中，在交互影響之下，重金屬離子已非單純地存在於水中，而是以各種未知的形式減低水處理的效果。因此當廢水成分相對複雜時，鹼沉法已非為一個可行穩定的方案，而需要倚靠其他更有效的處理技術，如同為化學沉澱原理的重捕劑處理法。