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解析Fenton高级氧化法对废水处理流程

解析Fenton高级氧化法对废水处理流程

工研院环安中心自83年度起,运用Fenton高级氧化法产生氢氧自由基的原理,研发一系列低污泥量的废水高级氧化处理技术,统称为Fenton家族高级处理技术,目前已有3项,共获得10国的专利。流体化床-Fenton化学氧化处理技术,为Fenton家族的处理技术之一。某生产ABS树脂的石化厂为提升放流水水质,欲新增废水高级处理工程,特委托环安中心进行流体化床-Fenton处理单元的工程评估、规划、监造、施工及试车启动,以寻求经济、有效且操作稳定之废水处理流程。本文乃以案例厂之实作案例,说明流体化床-Fenton化学氧化处理系统的原理、案例厂处理流程、启动试车及操作成本。

解析Fenton高级氧化法对废水处理流程

Fenton法的原理

Fenton化学氧化法系应用双氧水与亚铁反应产生氢氧自由基之原理,进行氧化有机污染物反应。由于影响化学氧化效果较为显著之因素为氧化剂加药量(H2O2与Fe2+)、反应pH 值及反应时间,因此只要把握这些操作条件即能稳定操作系统,发挥处理功能。理论上,1g COD需要2.2g以上之H2O2(100%)才能完全氧化;亦即100 mg/L之H2O2可去除47 mg/L之COD。依实际操作经验,亚铁加药量为H2O2加药量之1至2倍,但仍应视实际情况决定,以求得较佳的处理效果。Fenton化学氧化法虽具有系统操作简易及初设成本较低之优点,然而处理系统亦同时产生大量化学污泥废弃物(去除1kg COD污染量约会产生4至8kg之污泥量),造成需进一步处理及处置之困扰。

流体化床-Fenton法处理技术之应用原理与Fenton化学氧化技术类似,二者反应时均会产生氢氧自由基,以及氧化废水中的有机污染物。然而前者于流体化床-Fenton处理槽中进行Fenton反应时,所产生之铁氧化物会在触媒担体上结晶,达到化学污泥减量之效益。此外,在触媒担体上形成之铁氧化物亦具有异相催化效果,可节省亚铁的加药量,并减少化学污泥废弃物处理及处置成本。

处理流程

案例厂的流体化床-Fenton化学氧化处理流程如图1所示。其中主要单元为两个直径2.5 m、高9 m的流体化床反应槽,设计之进流水量为4,000 m3/day,进流水COD及SS分别为130 mg/L及30 mg/L,而预计处理水质及双氧水和硫酸亚铁加药量则分别为:出流水经pH 调整并过滤后,COD去除率大于38%;氧化处理设备添加Fe2+∕H2O2之重量比值小于0.8;双氧水耗用量在110 mg/L以下;以及硫酸亚铁耗用量在88 mg/L以下。

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