Fenton流體化床高級氧化處理技術應用案例
1.前言
工業廢水處理后所排放的COD幾乎是所有工業污染排放水的管控指標。隨著工業持續的發展，各種有機溶劑及化學合成有機物被大量使用，也因此嚴重的污染了自然環境，因此如何有效去除這些污染物是現今廢水處理技術的一大課題。另外由于環境意識的提高，政府環保部門對廢水排放的管制日趨嚴格,以電鍍線路板以及電鍍行業的排放標準而言,2010年7月起COD將由現行的標準100mg/L改為80mg/L。尤其在一些環境敏感地區如太湖流域的廠家，COD的標準更降到不得超過50mg/L。
以上述標準而言,現有絕大部分廠家將面臨廢水處理系統之整改的問題,否則將無法達到新的法規要求。基于此，出現了一種針對COD深度處理的技術——Fenton流體化床(FBR)高級氧化技術，提高COD的深度處理，以達到政府排放標準的要求。
2.Fenton法的原理
Fenton化學氧化法是應用雙氧水(H2O2)與亞鐵(Fe2+)反應產生氫氧自由基的原理，進行氧化有機污染反應，將廢水中有機物污染氧化成二氧化碳和水的一種高級氧化處理技術。其化學反應機制如下：
H2O2+Fe2+→•OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓
影響Fenton法氧化反應效果與速率因子：反應物本身的特性，H2O2的劑量，Fe2+的濃度，pH值，反應時間，溫度
3.Fenton法的優點
①對環境友善：處理后不像其它的化學藥品，如漂白水(次氯酸鈉)，易產生氯化有機物等毒性物質，對環境造成傷害。
②占地空間小：有機物氧化的速度相當快，所需的停留時間短,約0.5~2小時即可，不像一般的生物處理約需12~24小時，因時間短，相對反應槽容積不需太大，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。針對較高的污染量只需提高亞鐵及H2O2加藥量及適當的pH控制即可。
④初設成本低：與一般的生物處理系統相較，約只須其投資成本的1/3~1/4。
⑤氧化能力強：所產生的氫氧自由基(•OH)氧化能力相當強。可處理多種毒性物質，如氯乙烯、BTEX、氯苯、1，4Dioxane，酚、多氯聯苯、TCE、DCE、PCE等，另EDTA和酮類MTBE、MEK等亦有效。
4.傳統Fenton法缺點
①瓶頸1：Fe2+為催化劑,使H2O2產生成•OH及OH-，但同時也伴隨著大量污泥,Fe(OH)3的產生成為應用中的一大缺點。
②瓶頸2：COD達一定的去除率后，無法再繼續去除有機物，易造成H2O2用藥的消耗。
5.傳統Fenton法改良
針對污泥含量高的缺點，臺灣工研院陸續開發了改良式低污泥的廢水高級氧化處理技術，其中之一就是流體化床-Fenton法。
(一)流體化床-Fenton法
原理：利用0.2~0.5mm硅砂擔體在結晶槽中作為結晶核種，將要處理的廢水及添加藥劑由反應池底部進入并向上流動。而反應槽外接有一回流水回路，用以調整進流水過飽和度及達到擔體上流速度，使待處理的無機離子于硅砂擔體表面形成穩態結晶體，當晶體粒徑達1~2mm后，排出槽外進行回收再利用或達到廢棄物減排的目的。
反應機制：H2O2+Fe2+→•OH+Fe(OH)2+→……FeOOH,H2O2+FeOOH→……
技術特點：同相及異相的催化反應，污泥減少70%。減少H2O2用藥的浪費。
適用廢水COD濃度：50~1000mg/l。
(二)深度處理規劃構想
A.現有工廠的廢水處理系統，一般為二沉池后直接排放。因此擬規劃一套流體化床系統直接將現在放流水排至FBR進流暫存池，接續后段FBR-Fenton反應。FBR-Fenton系統包含進流水調節池，FBR反應槽，脫氣池，中和池，慢混池，快沉池，泡藥系統與加藥系統。經FBR-Fenton處理后的水排回原來排放口排放。
B.Fenton流體化床系統須新設一套FeSO4泡置系統供應系統所須的亞鐵，一套H2O2儲存與加藥系統，一套Ca(OH)2加藥系統。
C.考慮現場用地，為節省空間采用機器式快沉槽作為污泥沉降用。
D.預估各階段水質：
項目化學反應系統出水
(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
目前，Fenton流體化床法在臺灣地區廣泛使用，使用廠家有楠梓電子，岡山空軍，聯華電子，遠東化纖，臺化寧波ABS廠，在珠三角地區也逐漸被推廣，如東莞瑞升電子等。
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