1.前言

工(gong)業廢(fei)水(shui)處理(li)后所排放的(de)(de)(de)COD幾(ji)乎(hu)是所有(you)工(gong)業污染排放水(shui)的(de)(de)(de)管控(kong)指(zhi)標。隨著工(gong)業持續的(de)(de)(de)發展，各種有(you)機溶劑及(ji)化學(xue)合成(cheng)有(you)機物被大量使用，也因此(ci)嚴重的(de)(de)(de)污染了自然環境(jing)，因此(ci)如(ru)何有(you)效去除這些(xie)污染物是現(xian)今(jin)廢(fei)水(shui)處理(li)技(ji)術的(de)(de)(de)一(yi)大課題(ti)。另外由于環境(jing)意識的(de)(de)(de)提高，政(zheng)府環保部門對(dui)廢(fei)水(shui)排放的(de)(de)(de)管制日趨嚴格,以(yi)電鍍(du)(du)線路板(ban)以(yi)及(ji)電鍍(du)(du)行(xing)業的(de)(de)(de)排放標準(zhun)而(er)言,2010年7月起(qi)COD將由現(xian)行(xing)的(de)(de)(de)標準(zhun)100mg/L改為80mg/L。尤其在一(yi)些(xie)環境(jing)敏感(gan)地區如(ru)太湖流域的(de)(de)(de)廠家(jia)，COD的(de)(de)(de)標準(zhun)更降到(dao)不得超(chao)過50mg/L。

以(yi)上(shang)述標準而言,現(xian)有絕大部分廠家將面臨廢水(shui)處(chu)理系統之(zhi)整改的(de)(de)問題,否則將無法達(da)到新的(de)(de)法規要(yao)求。基于此，出(chu)現(xian)了(le)一種(zhong)針對(dui)COD深度(du)處(chu)理的(de)(de)技術(shu)——Fenton流體(ti)化床(FBR)高(gao)級氧化技術(shu)，提高(gao)COD的(de)(de)深度(du)處(chu)理，以(yi)達(da)到政府排放(fang)標準的(de)(de)要(yao)求。

2.Fenton法的原(yuan)理(li)

Fenton化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)(hua)法是應用雙氧(yang)水(shui)(H2O2)與亞鐵(Fe2+)反(fan)應產生氫氧(yang)自(zi)由基的原理，進行氧(yang)化(hua)(hua)(hua)有(you)機(ji)(ji)(ji)污染反(fan)應，將廢水(shui)中有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)污染氧(yang)化(hua)(hua)(hua)成二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳和水(shui)的一種(zhong)高級氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理技術。其化(hua)(hua)(hua)學反(fan)應機(ji)(ji)(ji)制如下(xia)：

 H2O2+Fe2+→•OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓

影響Fenton法氧化(hua)反應(ying)效(xiao)果與速(su)率(lv)因子：反應(ying)物本身的特性(xing)，H2O2的劑量，Fe2+的濃度，pH值，反應(ying)時間(jian)，溫度

3.Fenton法的優點

①對環境友善：處(chu)理(li)后(hou)不(bu)像其它的(de)化學藥品，如漂(piao)白水(次氯(lv)(lv)酸鈉(na))，易產(chan)生氯(lv)(lv)化有機(ji)物(wu)等毒性物(wu)質，對環境造成傷害。

②占地空間(jian)小：有機物氧化的(de)速度相當快，所需的(de)停留時(shi)間(jian)短(duan),約0.5~2小時(shi)即(ji)可(ke)，不像一般的(de)生物處(chu)理約需12~24小時(shi)，因(yin)時(shi)間(jian)短(duan)，相對反應槽容積不需太大(da)，可(ke)節省(sheng)空間(jian)。

③操作(zuo)彈(dan)性(xing)大(da)：可依進流水(shui)水(shui)質的(de)(de)好(hao)壞(huai)來改變操作(zuo)條件，提高(gao)處理量(liang)。而一般的(de)(de)生物處理難以彈(dan)性(xing)操作(zuo)。針對較高(gao)的(de)(de)污染量(liang)只需提高(gao)亞鐵及(ji)H2O2加藥量(liang)及(ji)適當的(de)(de)pH控(kong)制(zhi)即可。

④初設成本低：與(yu)一般的(de)生物處理(li)系統相較，約只須其投(tou)資成本的(de)1/3~1/4。

⑤氧(yang)(yang)(yang)化(hua)能力強：所產生(sheng)的氫氧(yang)(yang)(yang)自由基(•OH)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)能力相當(dang)強。可處理多(duo)種毒性(xing)物(wu)質，如氯乙烯(xi)、BTEX、氯苯、1，4Dioxane，酚(fen)、多(duo)氯聯苯、TCE、DCE、PCE等(deng)，另EDTA和酮(tong)類MTBE、MEK等(deng)亦(yi)有效。

4.傳統Fenton法缺點

①瓶頸(jing)1：Fe2+為(wei)(wei)催化劑,使H2O2產生成(cheng)•OH及OH-，但同時也伴隨著大量污泥,Fe(OH)3的產生成(cheng)為(wei)(wei)應(ying)用中的一大缺點。

②瓶頸2：COD達(da)一定(ding)的去除率后，無法再繼(ji)續去除有機物，易造成H2O2用藥的消耗。

5.傳統Fenton法改良

針(zhen)對污泥含量高(gao)的缺點，臺灣工研(yan)院陸續(xu)開發(fa)了改良式低污泥的廢水高(gao)級氧化處理技術，其(qi)中之一就是流體化床-Fenton法。

(一)流體(ti)化床-Fenton法

原理：利用0.2~0.5mm硅砂擔(dan)體(ti)在結晶(jing)槽(cao)中作(zuo)為結晶(jing)核種，將要(yao)處理的(de)(de)廢水(shui)及(ji)添加藥劑(ji)由反(fan)應(ying)池底部進入并向上流(liu)(liu)動。而(er)反(fan)應(ying)槽(cao)外接有一(yi)回(hui)流(liu)(liu)水(shui)回(hui)路(lu)，用以調(diao)整進流(liu)(liu)水(shui)過飽和度(du)及(ji)達到(dao)擔(dan)體(ti)上流(liu)(liu)速度(du)，使(shi)待處理的(de)(de)無機離子(zi)于硅砂擔(dan)體(ti)表面形成穩(wen)態結晶(jing)體(ti)，當晶(jing)體(ti)粒徑達1~2mm后(hou)，排(pai)出槽(cao)外進行(xing)回(hui)收再利用或達到(dao)廢棄物減(jian)排(pai)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

反(fan)應機制(zhi)：H2O2+Fe2+→•OH+Fe(OH)2+→……FeOOH,H2O2+FeOOH→……

技術特(te)點：同相(xiang)及異相(xiang)的催化反(fan)應(ying)，污泥(ni)減少(shao)(shao)70%。減少(shao)(shao)H2O2用(yong)藥的浪費。

適用廢水COD濃度(du)：50~1000mg/l。

(二)深(shen)度處理規劃構想(xiang)

A.現有工廠的廢水(shui)處(chu)理系統(tong)，一(yi)般為二(er)沉池(chi)后(hou)直(zhi)接(jie)排(pai)放(fang)(fang)。因此擬規劃一(yi)套流體化(hua)床系統(tong)直(zhi)接(jie)將(jiang)現在放(fang)(fang)流水(shui)排(pai)至FBR進流暫存池(chi)，接(jie)續(xu)后(hou)段(duan)FBR-Fenton反應。FBR-Fenton系統(tong)包含進流水(shui)調節池(chi)，FBR反應槽，脫氣池(chi)，中(zhong)和池(chi)，慢混池(chi)，快沉池(chi)，泡藥(yao)系統(tong)與加藥(yao)系統(tong)。經(jing)FBR-Fenton處(chu)理后(hou)的水(shui)排(pai)回原(yuan)來排(pai)放(fang)(fang)口排(pai)放(fang)(fang)。

B.Fenton流(liu)體化(hua)床系統須新設一(yi)(yi)套(tao)FeSO4泡置系統供(gong)應系統所須的亞鐵，一(yi)(yi)套(tao)H2O2儲存與加藥系統，一(yi)(yi)套(tao)Ca(OH)2加藥系統。

C.考慮現場(chang)用(yong)地(di)，為節省空(kong)間采用(yong)機器式快沉槽作為污(wu)泥(ni)沉降用(yong)。

D.預估(gu)各階(jie)段水質：

項目化學反應系(xi)統出水

(即FBR-Fenton進水)FBR-Fenton出水

S.S(mg/l)<30<30

COD(mg/l)80~110<50

7.應用案例

目(mu)前，Fenton流體化床法在(zai)(zai)臺(tai)灣地(di)區(qu)廣泛使用，使用廠家有(you)楠梓電(dian)(dian)子，岡(gang)山空軍，聯(lian)華電(dian)(dian)子，遠東化纖，臺(tai)化寧波ABS廠，在(zai)(zai)珠三角地(di)區(qu)也逐漸被推(tui)廣，如(ru)東莞(guan)瑞(rui)升電(dian)(dian)子等。

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