根據「Nature」網站報導,一項最新的水處理研究帶來了重大突破。研究證實,採用「電凝法 (Electrocoagulation)」技術,僅需90分鐘,即可高效去除廢水中高達98%的致污營養鹽。這項成果不僅為廢水處理提供了一種更經濟、永續且高效的新選擇,也為改善台灣水質、保護生態環境亮起了綠燈。
市鎮廢水中含有大量的氮、磷等營養鹽,是造成水庫、河川「優養化」的元兇。一旦藻類與浮游生物過度繁殖,將會大量消耗水中溶氧,導致水質惡化、魚蝦死亡,嚴重衝擊生態系統。
傳統廢水處理方法往往需要添加化學藥劑,過程繁複且會產生大量難以處理的污泥。而此次研究聚焦的「電凝法」,原理如同為污染物裝上磁鐵。研究人員在廢水中置入鐵或鋁的金屬電極板,通入直流電後,電極會釋放出帶電的金屬離子。這些離子能迅速「吸附」並中和水中的硝酸鹽氮、氨氮、磷酸鹽等污染物,使其凝聚成較大的懸浮顆粒(絮體)。
更巧妙的是,過程中陰極產生的氫氣微小氣泡,會附著在這些污染物絮體上,如同氣球般將其帶至水面,便於收集與分離,大幅簡化了處理流程。
研究團隊比較了「鋁-鋁」、「鐵-鐵」及「鋁-鐵」三種不同電極組合的處理效能。結果顯示,在最佳化的電流密度(80 A/m2)與操作時間(90分鐘)下,所有組合的污染物去除率皆能達到95%以上。
其中,「鐵-鐵」電極的表現最為出色,其氨氮去除率高達 98.54%,硝酸鹽氮與正磷酸鹽的去除率也分別達到96.08%與97.78%,證明「鐵電極」是此項技術中兼具成本效益與卓越效能的最佳選擇。
研究報告指出,電凝法具有處理時間短、設備建置成本相對較低、無需添加額外化學品、污泥產量少等多重優勢。這項研究成果證實,透過調整電流與電極的搭配,電凝技術能成為一個穩定、可靠且對環境友善的廢水處理方案。未來若能應用於市鎮污水處理廠,將有望以更低的成本實現更佳的水質淨化效果,為守護我們的水資源貢獻關鍵力量。


