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

• 遠東紡織(新埔廠) (酯化廢水；600CMD)
• 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 (製程廢水；)
• 台燿科技 (製程廢水；)
• 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)
• 台灣捷康綜合有限公司 (製程廢水；10CMD)
• 金坤實業股份有限公司越南廠 (製程廢水；560CMD)
• 中國石化集團金陵石油化工公司 (循環排污水及RO濃水；9,600CMD)