Fenton推广介绍

Fenton家族廢水高級氧化處理技術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 3 4 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 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 Fenton Fenton Fenton Fenton 94 年度 95 年度 96 年度 97 年度 98 年度 99 年度 2000 年度 2001 年度 圖圖 1 Fenton 家家族族高高級級處處理理技技術術發發展展歷歷程程 表表 1 Fenton 家家族族處處理理技技術術與與其其他他高高級級處處理理技技術術的的比比較較 比較基準 COD 200mg L 處理至 COD 100mg L 項目薄膜分離 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 1 0 225 0 375 0 05 0 125 0 5 1 0 05 0 125 0 125 0 375 0 0625 0 175 操作成本 元 m3 3 75 8 753 100 75 3 75 6 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 Fenton 適用於高濃度生物難分解廢水 COD 1000mg 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 COD 1000mg L 一般用於 COD1000mg L 而言 電解還原 Fenton 法的處 理效果往往優於Fenton 法 這可能是因為Fenton 法氧化有機物的後 段中間產物多是簡單的有機酸 如醋酸 草酸 甲酸 OH 對這些分 子態有機酸的反應速率較低 尤其當水中存在無機離子 如 PO43 Cl HCO3 時 無機離子便會與 OH 產生競爭反應而使得 COD 去 除率降低 但在電解還原 Fenton 系統中 有機酸會電離成離子態 便 大大的提高了有機酸與 OH 的反應速率 電解還原 Fenton 系統主要包含反應槽 迴流處理水用 電解槽 Fenton tank 電源電源供應器 power supply 控制及加藥系統等 部份 其處理流程如圖4 所示 簡單說明如下 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Fenton 槽中進行 電解 氧化作用 反應完畢後返回反應槽 此系統周邊配備基本上包含進 流抽水機 pH 控制器 循環抽水機 加藥機和攪拌系統 表表 5 電電解解還還原原 Fenton 法法處處理理各各種種高高濃濃度度COD 廢廢液液的的處處理理結結果果 廢水來源處理前 COD mg L 處理後 COD mg L COD 去除率 A 化工廠油墨廢液74601238796 8 B 化工廠HEXA 廢水296403899 9 C 電鍍廠化學鎳廢水27870194293 0 D 手工造紙廠黑液3088034798 9 E 乳膠廠AN 廢液580056490 3 F 化工廠樹脂廢水248035385 8 G 人纖廠RG 廢水2490061997 5 H 工專實驗室廢液23900478080 0 圖圖 4 電電解解還還原原 Fenton 系系統統的的處處理理流流程程 相相片片 1 Fenton III 處處理理槽槽外外觀觀 5 耐熱塑膠管 Fe 貯槽 反反應應槽槽 2 耐熱塑膠管 T LC 廢液 PLC控制箱 儀表板 和配電盤 電源 供應器 符號說明 液體管線 儀電管線 LC pH 液位計 酸鹼計 T 溫度計逆止閥 蝶閥氣蝶閥 2 PVC厚管 硫酸貯槽 鐵劑貯槽 液鹼貯槽 H2O2貯槽 LC 至反應槽 至配電盤 LC 至電解槽 至配電盤 LC 至反應槽 至配電盤 LC 至反應槽 至配電盤 pH 電電解解 F Fe en nt to on n法法 電電解解槽槽 2 耐熱 塑膠管 2 耐熱塑膠管 3 耐熱塑膠管 4 2 流流體體化化床床 Fenton 法法 圖 5 為某案例廠流體化床 Fenton 處理槽及其前後單元的P I 圖 流體化床的上流速度約控制在100m h pH 則控制在 3 5 4 0 出流水 經 pH 調整後 依 SS 濃度的高低 後段可搭配沉澱槽 浮除槽或砂濾 槽 相相片片 2 Fenton 處處理理槽槽外外觀觀 4 3 流流體體化化床床 Fenton 實實例例 4 3 1 廣廣東東鼎鼎豐豐紙紙業業有有限限公公司司 以下相片 3 為廣東鼎豐紙業有限公司流體化床Fenton 現場外 觀 利用流體化 床氧化 法將生物沉澱池出流水的水質總COD 約 180 mg l 色度約 80 倍 SS 約 60mg l 處理到 COD 小於 70 mg l 色度 小於 15 倍 SS 小於 30mg l 流體化床 Fenton 氧化法操作成本最低 與傳統 Fenton 化學氧化法比較 流體化床Fenton 氧化法污泥產生量 較低 具有操作成本低 操作維護容易與操作彈性大等優點 相相片片 3 廣廣東東鼎鼎豐豐紙紙業業有有限限公公司司F Fe en nt to on n 現現場場外外觀觀 4 3 2 海海南南金金海海漿漿 紙紙業業有有限限公公司司 以下相片 4 為海南金海漿 紙業有限公司流體化床Fenton 現 場外觀 利用流體化床氧化 法將 A O 生物沉澱池出流水的水質總 COD 約 800 mg l SS 約 100mg l 處理到 COD 小於 100 mg l SS 小 於 40 mg l 流體化床 Fenton 氧化法操作成本最低 與傳統Fenton 化學氧化法比較 流體化床Fenton 氧化法污泥產生量較低 具有操作 成本低 操作維護容易與操作彈性大等優點 相相片片 4 海海南南金金海海漿漿紙紙業業 有有限限公公司司 F Fe en nt to on n 現現場場外外觀觀 4 3 3 重重慶慶理理文文造造紙紙有有 限限公公司司 以下相片 5 為重慶理文造紙 有限公司流體化床Fenton 現場外 觀 利用流體化床 氧化 法將生物沉澱池出流水的水質總COD 約 350 mg l 色度約 300 倍 處理到 COD 小於 100 mg l 色度 小於 30 倍 流體化床 Fenton 氧化法操作成本最低 與傳統Fenton 化學氧化法比 較 流體化床Fenton 氧化法污泥產生量較低 具有操作成本低 操作 維護容易與操作彈性大等優點 相相片片 5 重重慶慶理理文文造造紙紙 有有限限公公司司 F Fe en nt to on n 現現場場外外觀觀 4 3 4 韶韶能能集集團團股股份份 有有限限公公 司司珠珠璣璣紙紙業業分分公公司司 以下相片 6 為韶能集團股份有限公司珠璣紙業分公司流體化床 Fenton 現場外觀 利用流體化床 氧化 法將生物沉澱池出流水的水質 總 COD 約 150 mg l SS 約 60mg l 處理到 COD 小於 70 mg l SS 小於 30 倍 流體化床 Fenton 氧化法具有操作成本低 操作維護容易與 操作彈性大等優點 相相片片 6 韶韶能能集集團團股股份份 有有限限公公司司 珠珠璣璣紙紙業業分分公公司司F Fe en nt to on n 現現場場外外觀觀 4 3 5 安安琪琪酵酵母母 伊伊犁犁 有有限限公公司司 以下相片 6 為安琪酵母 伊犁 有限公司 流體化床 Fenton 現場 外觀 酵母工業廢水是處理難度較大的高濃度有機廢水之一 隨著酵母 工業迅速發展 廢水的排放量不斷增加 對環境的污染日趨嚴重 已成 為制約酵母生產企業發展的瓶頸 為了解決酵母廢水污染 國內外許多 學者對酵母廢水處理進行了研究 生化處理是目前酵母廢水處理的主要 手段 但其出水不能達到目前該類廢水的排放標準 因此 本公司採用 了流體化床 Fenton 氧化法 可以 達到降低 COD 的預期 效果 利用流體 化床 氧化 法將生物沉澱池出流水的水質總COD 約 1000 mg l 處理到 COD 小於 300 mg l 色度 小於 50 倍 流體化床 Fenton 氧化法具有操 作成本低 操作維護容易與操作彈性大等優點 图图 7 7 安琪酵母安琪酵母 流流体体化化床床现现场场 室室外外 图图 8 8 安琪酵母安琪酵母 流流体体化化床床现现场场 室室内内 4 3 6 寧寧波波亞亞洲洲漿漿紙紙業業有有限限公公司司 利用流體化床 氧化 法將 A O 生物沉澱池出流水的水質總COD 約 250 mg l 處理到 COD 小於 80 mg l 流體化床 Fenton 氧化法具有 操作成本低 操作維護容易與操作彈性大等優點 相相片片 9 寧寧波波亞亞洲洲漿漿紙紙業業有有限限公公司司Fenton 現現場場外外 觀觀 4 3 7 山山東東華華泰泰紙紙業業股股份份有有限限公公司司 調調試試 中中 利用流體化床 氧化 法將生物沉澱池出流水的水質總COD 約 500 mg l 處理到 COD 小於 60 mg l 色度小於 30 倍 流體化床 Fenton 氧化法具有操作成本低 操作維護容易與操作彈性大等優點 相相片片 1 10 0 山山東東華華泰泰紙紙業業股股份份有有限限公公司司 F Fe en nt to on n 現現場場外外觀觀 4 3 7 江江門門市市新新會會仁仁科科環環保保有有限限公公司司 施施工工中中 暫暫缺缺相相片片 廣東銀洲湖紙業基地集中水處理A 廠污水處理廠一期工程 Fenton 高級氧化裝置設備 利用流體化床 氧化 法將 2 气浮出流水 的 水質 溶解性 COD 約 200 mg l 處理到 COD 小於 50 mg l 費用在每噸 水 270 元 流體化床Fenton 氧化法具有操作成本低 操作維護容易與 操作彈性大等優點 4 3 8 無無錫錫榮榮成成紙紙業業 有有限限公公司司 施施工工中中 暫暫缺缺相相片片 利用流體化床 氧化 法將 二沉池 出流水 的水質 溶解性 COD 約 200 mg l 處理到 COD 小於 55 mg l 流體化床 Fenton 氧化法具有操作成 本低 操作維護容易與操作彈性大等優點 4 3 9 安安徽徽華華泰泰林林漿漿紙紙有有限限公公司司 施施工工中中 暫暫缺缺相相片片 利用流體化床