有機廢水電解還原Fenton化學氧化處理技術

技術簡介

化學氧化技術主要利用氧化劑的氧化能力,將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水,其中以能夠生產出氫氧自由基(‧OH, Hydroxyl radical)的高級氧化程序(AOPs, Advanced Oxidation Processes)最具效果,因為其氧化能力在所有氧化劑中排第二,僅次於氟。本技術是利用亞鐵離子為過氧化氫的催化劑,使產生上述高氧化能力的自由基來氧化廢水中的有機物,一般稱之為Fenton化學氧化法,其使用範圍廣泛。

Fenton化學氧化法可能的反應機制,如下式所示,其在反應過程中產生氫氧自由基。

  1. H2O2 + Fe2+ → ‧OH + OH- + Fe3+ → Fe(OH)3
  2. 電解還原Fenton法(FentonⅢ, Fered-Fenton),適用COD範圍介於1,000mg/L至50,000mg/L之間之高濃度有機廢水,COD去除率較高,一般介於80%-99%之間,本技術除了提升傳統Fenton法的處理效率,且減少50%以上的傳統Fenton法產生的污泥量,降低處理場操作費用。

電解還原-Fenton法的反應如下:

  1. 陰極反應 Fe3+ + e- → Fe2+
  2. 水相反應 H2O2 + Fe2+ → ‧OH + OH- + Fe3+ → Fe(OH)3
  3. 由陰極的反應式可看出其不斷將Fenton法產生的Fe3+還原成Fe2+重複再利用,因此可大幅的降低亞鐵的消耗量以及最終的污泥產量。再者,H2O2直接添加於電解還原槽並與電解產生的Fe2+及廢水中的有機物反應,而反應產生的Fe2+源源不斷的參與反應,使得H2O2的氧化效率提高,降低H2O2的加藥量及降低操作成本。此外,在陽極發生之電極氧化作用亦可去除部份有機物。

Fenton化學氧化技術,其特點如下:

  1. 對環境友善:處理後不像其他化學藥品如漂白水(次氯酸鈉),易產生氯化有機物等毒性物質,而對環境造成傷害。
  2. 佔地空間小:有機物氧化的速度相當快,所需的停留時間短,約0.5~2小時即足夠,而一般的生物處理約需12~24小時。由於停留時間短,相對反應槽容積也不需太大,可節省空間。
  3. 操作彈性大:可依進流水水質的好壞來改變操作條件,提高處理量,而一般的生物處理難以彈性操作。處理系統在設計容許範圍內,通常只須提高亞鐵及H2O2加藥量即可處理較高的污染量
  4. 操作簡便:電解設備操作介面簡單易理解及操作便利性佳,搭配簡單的藥品添加及pH控制系統,對大多數的操作人員不構成負擔。
  5. 初設成本低:與一般的生物處理系統相較,約只需其投資成本的1/3~1/4。
  6. 氧化力強:所產生的氫氧自由基(‧OH)氧化力相當強,可處理多種毒性物質如氯乙烯、BTEX、氯苯、1,4Dioxane、醛類、五氯酚、多氯聯苯、TCE、DCE、PCE等,另EDTA和酮類如MTBE、MEK亦有效。
  7. 電解還原-Fenton系統主要包含反應槽(迴流處理水用)、電解槽(FentonⅢ Tank)、電源供應器(Power Supply) 、控制及加藥系統等四部份,其處理流程如下所示,其流程當廢水抽送入反應槽後,先將反應槽調整至適合操作的pH,然後抽送進入FentonⅢ槽中進行電解/氧化作用,反應完畢後返回反應槽。

適用範圍

  1. 化工業廢水高COD各股廢水如蒸餾廢液的處理
  2. 金屬表面處理業高COD各股廢水如脫脂廢液的處理,以避免對化學混凝單元的混凝效果造成影響
  3. 印刷電路板業高COD各股廢水如清洗劑、剝膜顯影廢液的處理
  4. IC、半導體業高COD各股廢水如顯影廢液、阻光廢液的處理

應用實績

  • 生泰合成 (製程廢水;500CMD)
  • 友達光電(龍科廠) (製程廢水;15CMD)
  • 台灣電力(林口發電廠) (製程廢水;200CMD)
  • 捷淨環保 (製程廢水;100CMD)
  • 昆山福鼎精密機械 (製程廢水;10CMD)
  • 豪客能源科技 (製程廢水;12.3CMD)
  • 綠陽光電 (製程廢水;5CMD)
  • 台灣廣用動力科技 (製程廢水;)
  • 聯華電子 (製成廢水;)
  • 台燿科技 (製成廢水;)
  • 常熟聚和(中國江蘇) (製程廢水;500CMD)
  • 台合科技 (異佛爾酮製程廢水;72CMD)
  • 長春石化(苗栗廠) (製程廢水;4,000CMD)
  • 遠東紡織(新埔廠) (彈性纖維製程廢氣洗滌水;100CMD)