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還原－化學沉澱整合技術於含鉻廢水處理之應用

發布日期: 115 - 10 - 13

鉻（Chromium, Cr）廣泛應用於電鍍、金屬表面處理、皮革製造、顏料及不鏽鋼加工等產業，製程常產生含鉻廢水，依據《放流水標準》規定，鉻為列管重金屬項目，其中一般事業六價鉻（Cr⁶⁺）及總鉻限值分別為0.5 mg/L及2.0 mg/L；金屬基本工業、金屬表面處理業、電鍍業及印刷電路板製造業等特定業別，於符合一定排放規模或設置條件時，六價鉻及總鉻之放流水限值分別加嚴為0.35 mg/L及1.5 mg/L。

鉻在水中的型態包括三價鉻與以陰離子（鉻酸根CrO42-、重鉻酸根Cr2O72-）形態存在的六價鉻，後者具高毒性、致癌性及生物累積潛勢，且無法如多數重金屬經化學混凝法即可併同去除；未妥善處理而排放的含六價鉻廢水將對人體健康及水體環境造成危害。隨放流水標準加嚴與重金屬污泥清除處理成本增加，如何兼顧法規符合性、污染防治及資源循環利用，已成為含鉻廢水管理之重要課題。

目前業界處理含鉻廢水多採還原－化學沉澱整合技術，因此須先添加亞硫酸氫鈉、偏亞硫酸鈉或硫酸亞鐵等還原劑，將六價鉻還原為毒性較低之三價鉻，再藉由調整 pH 值至9之鹼性環境，使三價鉻形成氫氧化鉻沉澱後去除。該技術具有流程成熟、操作穩定及處理效率高等優點，已廣泛應用於電鍍及金屬表面處理產業。

相較於陰離子交換樹脂等六價鉻廢水處理技術，還原－化學沉澱整合技術具有設備成熟、操作簡單、處理效率高及建置成本較低等優勢，尤其適用於中高濃度含鉻廢水處理，因六價鉻毒性高，對於勞工與生態均具有危害性，經濟部產業發展署長期透過產業輔導，協助大量使用六價鉻之電鍍及金屬表面處理業提升廢水處理設施之操作管理與污染防治效能，其中也包括汰除必須使用六價鉻之製程。相關技術資料指出，透過精準加藥與監測，控制氧化還原電位（ORP）為負值且pH為2至3之條件，可有效提升六價鉻還原效率，而三價鉻則於pH 9至10有最佳沉澱效果，降低藥劑消耗及操作成本；依照研究及實廠案例，還原－化學沉澱整合技術對於六價鉻去除率可穩定超過99%，處理後放流水可穩定符合相關法規要求。

多數事業在製程上經常使用數種重金屬，因廠內空間受限，普遍將各種廢水產生後一併送入化學混凝程序，且過度添加混凝劑，產生大量成分混雜之重金屬污泥。因鉻與銅、鋅、鎳等電鍍常用金屬化性接近，分離不易，將提高後續重金屬資源循環利用之成本；為確保處理效率與朝資源化處理模式發展，《水污染防治措施及檢測申報管理辦法》第49-9條規定，新設晶圓製造及半導體製造業、光電材料及元件製造業、印刷電路板製造業、電鍍業和金屬表面處理業，鉻系（含鉻）廢水均應分流處理；若混凝沉澱所得含鉻污泥之鉻含量較高，經酸溶、冶金或其他再生程序回收鉻資源，有助於降低成本，使資源再利用可行性提高，提升鉻再利用率。

整體而言，還原－化學沉澱整合技術操作相對簡單，若能配合製程廢水分流，將含鉻污泥集中管理，有效提升含鉻廢水之處理效率，將兼具污染防治與資源循環利用功能，隨著放流水管制要求提高及循環經濟政策推動，還原－化學沉澱整合技術於電鍍、金屬表面處理及相關產業之應用將持續受到重視，其效率則決定於操作人員能否配合監測進出流水質精準加藥，使pH、ORP等受控於適當範圍，此類加藥控制技術之優化將為現場人員所需精進之面向。