Fenton推广介绍
21页1、Fenton家族廢水高級氧化處理技術(Fenton Family - Advanced Oxidation Technologies for Wastewater Treatment)一、技術簡介目前台灣有很多產業的廢水處理場須增設高級廢水處理單元才能達到1998年的放流水標準,至今已發展的高級廢水處理技術包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分離法、濕式氧化法及Fenton氧化法等,其中以Fenton氧化法(H2O2/Fe2+)被認為是一種最有效、簡單且經濟的方法,其他方法則因初設成本或操作成本太高而較難被業者接受。Fenton氧化法雖有高效率、低操作費的優點,但同時因其會產生大量的鐵污泥,成為應用時的一大缺點。本研究團隊於1994年度起決定以Fenton氧化法產生OH (hydroxyl radical)的原理為基礎,開發改良式低污泥的廢水高級氧化處理技術,我們稱此為Fenton家族(Fenton Family)高級處理技術。Fenton氧化法的反應式如式(1),所產生OH的氧化能力在所有氧化劑中排第二,僅次於氟。H2O2+Fe2+ . OH+OH-+Fe3+ Fe(OH)3 (1)影
2、響Fenton法氧化反應效果與速率的因數有下列幾項: (1)反應物本身的特性、(2)H2O2的劑量、(3)Fe2+的濃度、(4)pH值、(5)反應時間及(6)溫度等。Fenton法反應的pH值一般約在34。Fenton家族處理技術乃針對Fenton法污泥產量太多的缺點加以改良,利用電場或結晶技術來提升處理效果及降低化學污泥產量,使適用範圍大為增加。Fenton家族高級處理技術的演進由傳統Fenton法、電解氧化-Fenton法(簡稱Fenton)、電解還原-Fenton法(簡稱Fenton)、至流體化床-Fenton法(簡稱Fenton)。圖1為Fenton家族高級處理技術發展歷程,Fenton及Fenton分別為目前高濃度與低濃度廢水的重點低污泥處理技術。表1為Fenton家族處理技術與其他高級處理技術的比較。FentonFentonFentonFenton先期投入技術開發模廠設計實廠應用技術開發模廠設計實廠應用先期投入技術開發模廠設計實廠應用技術開發模廠設計實廠應用94年度 95年度 96年度 97年度 98年度 99年度 2000年度 2001年度 圖1. Fenton家族高級處
3、理技術發展歷程表1. Fenton家族處理技術與其他高級處理技術的比較項目比較基準:COD200mg/L處理至COD100mg/L薄膜分離法活性碳吸附法化學混凝法臭氧氧化法傳統Fenton法電解還原-Fenton法流體化床-Fenton法特點提濃污染物吸附有機物混凝有機物氧化有機物氧化有機物氧化有機物氧化有機物COD去除率()90-9520-7520-5030-6065-8570-9070-90設備成本(萬元/m3)0.5-10.225-0.3750.05-0.1250.5-10.05-0.1250.125-0.3750.0625-0.175操作成本(元/m3)3.75-8.753-100.75-3.756.25-8.752.5-6.251-3.752-3.75操作成本(元/kgCOD)37.5-87.525-1007.5-37.562.5-87.525-62.520-37.525-37.5技術差異性需處理提濃液需再生活性碳需處理污泥需處理O3廢氣需處理污泥污泥量較傳統Fenton少80污泥量較傳統Fenton少70圖2為Fenton家族處理技術的應用方式,其中電解還原-Fenton法
4、(Fenton)適用於高濃度生物難分解廢水(COD1000mg/L)的處理,可作為生物前處理以改善水質,提升後續生物處理能力;流體化床-Fenton法(Fenton)適用於低濃度生物難分解廢水(COD1000mg/L,一般用於COD500mg/L)的處理,可用於生物後的處理,以加強對放流水水質的把關工作。厭氣、喜氣生物處理調勻、除油、混凝前處理工業廢水放流水一般廢水FentonIII難處理廢水FentonIV圖2. Fenton家族處理技術的應用方式二、技術重點電解還原-Fenton法是利用電解還原的方法使Fe3+在陰極再還原為Fe2+催化劑,反應pH約操作在1.5左右,特別適合處理高COD且難生物分解的有機廢液,陰極反應如式(2),因此原先式(1)的反應可修正為式(3),即反應過程幾乎不會產生鐵污泥。Fe3+ + e- Fe2+ (2)H2O2 + Fe2+ . OH + OH- + Fe3+ Fe(OH)3(3)反應過程中,H2O2直接連續添加於電解還原槽並與電解產生的Fe2+反應,用以氧化廢水中的有機物,而反應產生的Fe3+又可直接於陰極還原成Fe2+並源源不斷的參與反應,使得H
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