[发明专利]现地电解的地下水整治方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种地下水的处理方法，且特别是有关于一种现地处理受污染地下水的电解方法

背景技术

长久以来，含氯有机溶剂即为地下水中最常见的有机污染物，如三氯乙烯及四氯乙烯等含氯脂肪族碳氢化合物(Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons,CAHs)。二十多年来，美国约有80％的超级基金场址(Superfund sites)及超过3,000个国防部隶属单位(Department of Defense,DOD)场址中，皆可发现这两种污染物的踪迹。而在台湾，如桃园县美国无线电公司(RCA)地下水的含氯溶剂(包括氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,1-二氯乙烷、顺-1,2-二氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等污染)污染场址，高雄县大寮乡义仁村赤崁福德爷庙的地下水井含三氯乙烯污染及高雄台塑林园厂氯乙烯污染等，都可发现CAHs的存在。要去除这些地下水中含氯有机溶剂污染物所需耗费的时间难以估计，且要将这些污染场址的环境水准提升至国家管制标准所需耗费的金额也将十分庞大，以美国的污染场址估算，总金额往往高达数十亿美金。

CAHs因其低水溶性及高沸点的特性，而被分类为最难去除的污染物之一；尤其当它以比水重的非水溶相液体(Dense Nonaqueous-Phase Liquid,DNAPL)污染源存在于地下环境时，其处理上的困难程度往往更高。在过去10至15年间，抽出处理法(Pump&Treat processes)已证明并不能迅速、经济且有效地处理DNAPL污染问题。而近年来新兴的一些污染源整治技术(SourceRemediation Technologies)，如界面活性剂或乙醇冲排法(Surfactant or Alcohol Flooding)及现地热处理法(In Situ Thermal Treatment)等，对于一些DNAPL污染场址，已证明能有效地移除大量污染源，亦能降低污染源的污染释放量。应用电化学技术处理地下水污染物为一新颖的整治工法，主要通过氧化机制可对水中、大气中、土壤中难降解有机物，经由直接氧化或间接氧化的方式移除，如利用O₂在阴极还原为H₂O₂，随后生成OH radical，将污染物氧化分解。有时为加速OH radical的生成，常在液体中加入少量Fe²⁺，使其产生类似Fenton的反应，此技术又称为电化过氧分解(electrochemical peroxidation)。

另一方面化石能源即将面临耗竭短缺的窘境，全球亦遭逢前所未见的气候变迁的冲击与温室暖化的危机，节能减碳已成为近期的潮流趋势，世界各国莫不以发展绿色能源科技取代传统能源为要项，台湾位于日照量充足的亚热带地区，非常适合发展太阳能发电系统，若能应用太阳能做为电化学处理系统的趋动电力，则实务的应用面更广，且处理整治的操作成本可能更低廉。因此，本系统中利用太阳能板将太阳能转为电能，以电池储存电能兼具稳压的功能，直接以直流电输出，提供电化学处理系统电力来源，进行地下水中含氯有机物等污染的降解作用。国内外有许多因工厂运作的溶剂泄漏或有害事业废弃物的不当处置，而造成地下水污染问题。例如，含氯有机物(三氯乙烯或四氯乙烯等含氯脂肪族碳氢化合物(Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons；CAHs)即是地下水中最常见的有机污染物。含氯有机物因其低水溶性及高沸点的特性，而被归类为最难去除的污染物之一。特别是当含氯有机物以比水重的非水溶相液体(Dense Nonaqueous-Phase Liquid；DNAPL)污染源型态存在于地下水中时，去除含氯有机物的困难程度更为增加，且所需的时间及成本亦难以估计。

土壤地下水污染物而言，一般依照处理技术与处理场址的关系可分为三类。第一类为现地(in-situ)处理技术，指未经过开挖污染土壤程序，直接在现地进行污染物的处理。第二类为现场(on-site)处理，即经过开挖程序后直接在现场处理。第三类为离场(ex-situ)处理，即开挖受污染土壤后将土壤运离处理场址再进行处理。