PhotoFenton程序氧化与混凝处理人工染整废水之研究课件

Photo-Fenton程序氧化與混凝處理人工染整廢水之研究四環4A4960N071楊千鈺Photo-Fenton程序氧化與混凝處理人工染整廢水之研一、前言

染整廢水特性不穩定，處理難度較高，主要為高色度、高有機物含量等，若未經妥善處理對河川生態影響甚大。國內放流水管制標準，將放流水中真色色度排放標準訂為550色度單位、COD為160mg/L等。傳統上化學混凝、生物處理等主要處理技術，對溶解性反應性染料去除效果不佳(Kusicetal.,2006)，為降低放流水中難分解色度與COD，染整廢水處理須增設高級處理設施。一、前言

染整廢水特性不穩定，處理難度較

Photo-Fenton程序結合Fenton及H2O2/UV程序，同時以Fe2+及UV照光催化H2O2，產生氫氧自由基有效去除染料廢水中之有機污染物及色度，可加快反應速率並減少污泥產生水；學者指出去除有機物效率由大至小依序為Photo-Fenton、Fenton、H2O2/UV程序。Fenton及Photo-Fenton程序反應過程中Fe3+之生成亦會與有機物行混凝作用，鐵鹽於系統中同時扮演混凝劑及催化劑，而將有機物以混凝或氧化機制去除之角色尚待研究。研究目的如下：

(1)比較Photo-Fenton相關程序處理人工染整廢水對色度及DOC去除效果。

(2)探討鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序去除色度及DOC之影響。

(3)探討H2O2加藥量對Photo-Fenton程序去除色度及DOC之影響。

(4)探討Photo-Fenton程序去除DOC之機制。Photo-Fenton程序結合Fe二、實驗方法與材料

2-1人工染整廢水本研究以反應性偶氮染料EvercionRedH-E3B(永光化學染料公司)與聚乙烯醇(Poly(vinylalcohol),PVA)(NacalaiTesque)分別模擬染整廢水中色度與DOC，混合染料20mg/L與PVA50mg/L配製人工染整廢水，其色度約為1300色度單位、DOC濃度為31mg/L。二、實驗方法與材料

2-1人工染整廢水2-2實驗設備以外照批次式UV光反應槽如圖1，內置石英材質圓柱形反應槽(總體積約2500mL)，反應槽外部環繞16支低壓汞蒸氣紫外光燈管，並包括其他附屬設備如機械式穩壓器、電動攪拌器、散熱風扇、pH自動控制等，外殼由不鏽鋼材質組合而成。圖一UV反應槽設備2-2實驗設備圖一UV反應槽設備2-3Photo-Fenton相關程序實驗方法利用批次式UV光反應槽，經由改變二價鐵/三價鐵加藥及UV燈開關可形成Photo-Fenton、Photo-Fenton-like、Fenton及H2O2/UV等程序，依照不同操作變數H2O2、Fe2+加藥量、UV強度及氧化時間。探討人工染整廢水於不同程序中之脫色及礦化效率之機制及影響將2000mL人工染整廢水置入石英反應槽中，依實驗條件加入指定濃度之H2O2(Shimakyu’sPureChemicals)，再依實驗條件加入指定濃度的氯化亞鐵/氯化鐵(NacalaiTesque)，以NaOH(1N)及H2SO4(1N)(NacalaiTesque)將水樣調至適當pH後開啟UV燈管，此時反應時間為0，過程中利用pH自動調整儀器將pH範圍設定為實驗條件之±0.1，隨實驗條件時間點取樣，部份水樣稀釋後取5mL並加入5mL鈦試劑利用分光光度計分析H2O2殘留；其餘水樣以0.45μm濾紙過濾後分析DOC及色度。2-3Photo-Fenton相關程序實驗方法2-4溶出試驗

Photo-Fenton及Fenton程序去除DOC之機制包含OH‧氧化及鐵鹽混凝，達指定時間點時，以10N之NaOH將pH調整至pH12±0.1後可將氫氧化鐵沉澱物溶解，則鐵鹽混凝吸附之DOC或色度將會溶出，再以0.45μm濾紙過濾後分析DOC、色度。溶出後測得之DOC或色度即為鐵鹽混凝吸附去除，若溶出後無增加DOC，則DOC為礦化去除，如此可說明OH‧氧化與鐵鹽混凝於去除DOC之機制。2-5水質分析色度分析採環保署NIEAW233.51B之水中真色色度檢測方法。DOC分析採用濕式氧化法TOC分析儀(O.I.Analytical,AuroraModel1030W)。H2O2

殘留分析方法為草酸鉀鈦法(K2TiO(C2O4)2‧2H2O)(Sellers,1980)。取欲分析水樣5mL及5mL鈦試劑充份混合後，以分光光度計於波長400nm下量測吸光值，扣除水樣背景色度之干擾，再以H2O2

標準檢量線求之。2-4溶出試驗三、

結果與討論3-1pH對Photo-Fenton程序脫色與DOC去除之影響圖2為Photo-Fenton程序中pH3、pH4及pH5之色度及DOC殘餘率，於反應時間5分鐘時色度殘留率皆低於2%，反應時間30分鐘時，pH3、pH4及pH5之DOC殘留率為12.5、29.3及54.9%。Photo-Fenton程序礦化效率最佳pH3為，其去除DOC反應動力常數最高為0.060(min-1)，其次為pH4及pH5分別為0.043及0.017(min-1)。因pH3之脫色與DOC去除效果最佳，故後續Photo-Fenton相關程序皆控制於pH3。

圖2.pH對Photo-Fenton

程序脫色、DOC去除之影響

(pH=3,

Fe2+=20mg/L,

H2O2=200mg/L,UV=96W)

三、結果與討論3-1pH對Photo-Fenton程3-2Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除之比較(1)Photo-Fenton相關程序H2O2分解之比較H2O2/UV、Fenton、Photo-Fenton三種程序H2O2

殘留率如圖3。於H2O2/UV程序中，H2O2

於UV光穩定照射下分解，H2O2以穩定速率分解，當反應時間120分鐘時，殘留率約為2.9%。Fenton程序於反應時間5分鐘時H2O2快速消耗至52.5%，反應時間120分鐘時殘留率為22.3%。Photo-Fenton同樣在反應時間5分鐘時快速消耗H2O2其殘留率為35.1%，約至30分即耗盡。Photo-Fenton程序較Fenton程序多UV光照射，在反應初期H2O2

快速消耗後仍可持續分解，對H2O2分解呈現兩階段反應，故Photo-Fenton程序之反應速率最快。Photo-Fenton消耗H2O2

之反應動力常數較H2O2/UV高約7.6倍。圖3.H2O2/UV、Fenton及Photo-Fenton程序之H2O2殘留之比較(pH3,Fe2+=20mg/L,UV=96W,H2O2=200mg/L)3-2Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除(2)Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除之比較當反應時間5分鐘時Fenton、Photo-Fenton色度殘留率皆低於3%，H2O2/UV程序之色度殘留率則尚餘11.3%，於反應時間10分鐘時尚完全脫色，顯示H2O2/UV程序之脫色速率較慢。Photo-Fenton相關程序中DOC殘留率比較如圖4，H2O2/UV程序反應前15分鐘DOC殘餘率無明顯下降，其為OH‧礦化有機物所需反應時間較長，須先將大分子組成切斷形成中分子或小分子，進而礦化成二氧化碳和水(Wang,etal.1999)。Fenton程序反應時間5分鐘時DOC殘留率快速下降達50.9%，但隨後DOC則無明顯下降，顯示Fe3+與剩餘H2O2

所進行之後續反應無法有效去除有機物。Photo-Fenton程序反應時間5分鐘時DOC殘留率快速下降至55.1%，隨後DOC殘留濃度持續下降，直至反應時間45分鐘時DOC殘留率達9.4%，則無法有效提升去除率。反應初期Fe2+被H2O2

氧化生成Fe3+行混凝機制去除DOC之反應速率較OH‧礦化DOC快(Hermosilla,etal.2009)，故推測反應初期Photo-Fenton程序DOC殘留率快速下降，乃Fenton反應造成。Photo-Fenton程序較Fenton程序除鐵鹽催化分解H2O2

更兼具UV光的催化，因此於反應時間5分鐘後仍可持續生成OH‧以礦化DOC，而於反應時間30分鐘時H2O2

已無殘留，則無法有效去除DOC。(2)Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除圖4.H2O2/UV、Fenton、Photo-Fenton去除DOC之比較(pH3,Fe2+=20mg/L,UV=96W,H2O2=200mg/L)圖4.H2O2/UV、Fenton、Photo-Fent3-3鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序脫色與DOC去除之影響鐵鹽加藥量對脫色與DOC去除之影響固定UV照光強度96W、H2O2

加藥量為200mg/L且pH控制於3。Photo-Fenton程序中鐵鹽加藥量為10、20及40mg/L於反應時間5分鐘時色度殘留率皆低於3%。鐵鹽加藥量之DOC殘留率如圖5，鐵鹽加藥量為10、20及40mg/L於反應時間15分鐘時DOC殘留率為64.6、18.2及17.0%；反應時間至30分鐘，DOC殘留率分別為18.3、14.0及15.0%。對應H2O2

殘留比較，反應時間為15分鐘時，鐵鹽加藥量為40mg/L之H2O2

殘留率為4.0%，對DOC去除能力有限；而鐵鹽加藥量10及20mg/L之H2O2

殘留率分別為29.2及11.9%，因此反應時間15分鐘後仍可藉由UV光催化生成OH‧氧化有機物。鐵鹽加藥量由10增加至40mg/L之DOC殘留反應動力常數增加約1.7倍。由於H2O2

濃度固定，限制反應過程中OH‧之生成，故增加鐵鹽加藥量可提升DOC去除之速率、減少反應所需時間，但無法提升有機物之去除率。3-3鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序脫色與DO圖5.鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序DOC去除之影響(pH=3,UV=96W,H2O2=200mg/L)圖5.鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序DOC去(2)鐵鹽種類對H2O2分解、脫色及DOC去除之影響固定H2O2

加藥量為200mg/L、pH於3、UV照光強度96W及Fe2+/Fe3+濃度為20mg/L。反應初期Photo-Fenton程序之H2O2分解乃Fe2+與H2O2

反應；Photo-Fenton-like程序除部分Fe3+先行混凝作用將DOC去除，剩餘Fe3+需經UV照光還原成Fe2+再與H2O2

反應。Photo-Fenton及Photo-Fenton-like程序之DOC殘留率如圖6，於反應時間5分鐘時DOC殘餘率皆快速降低至55.1%及54.2%，兩程序之H2O2殘留皆於反應時間30分鐘時完全消耗，其DOC殘留率分別達12.5及13.1%。圖6.Photo-Fenton及Photo-Fenton-like程序之脫色及DOC去除之比較(pH=3,Fe2+/Fe3+=20mg/L,pH3,UV=96W,H2O2=200mg/L)(2)鐵鹽種類對H2O2分解、脫色及DOC去除之影響圖63-4H2O2

加藥量對Photo-Fenton程序脫色與DOC去除之影響於Photo-Fenton程序H2O2

加藥量為100至400mg/L於反應時間5分鐘時皆已完全脫色，色度殘留率達於3%以下。圖7為H2O2

加藥量對DOC殘留之比較，反應時間15分鐘時，H2O2

加藥量100、200及400mg/L之DOC殘留率分別為34.4、27.2及35.2%；顯示相同鐵鹽加藥量，不同H2O2

濃度對反應初期之DOC去除影響甚小。當反應時間由15分鐘增加至30分鐘，H2O2

加藥量100mg/L之DOC殘留率僅減少約4.4%；係因反應時間15分鐘時H2O2

已無殘留，無法有效提升DOC去除率。圖7.H2O2

加藥量對Photo-Fenton程序DOC去除之影響(pH=3,Fe2+=20mg/L,UV=96W)3-4H2O2加藥量對Photo-Fenton程序脫色3-5Photo-Fenton程序初期去除DOC之機制(1)Photo-Fenton相關程序DOC去除機制之探討

H2O2/UV程序中DOC之去除途徑以UV光直接光解有機物及產生OH‧將有機物礦化。圖8為Photo-Fenton及Fenton程序溶出前後之DOC殘留率比較，Fenton程序反應時間30分鐘時由混凝機制所去除之DOC為37.8%，氧化機制為11.3%，顯示以混凝機制去除為主。Photo-Fenton程序反應時間5分鐘時混凝去除佔41.6%，氧化去除僅佔8.1%；10分鐘時混凝去除佔41.7%，氧化去除為15.5%；30分鐘時去除率為81.4%，其中混凝去除減少至26.3%，而氧化去除則提升至55.1%。Photo-Fenton程序中反應時間5、10及30分鐘DOC去除之混凝及氧化去除分由41.6%降至26.3%及由8.1%增至26.3%。隨反應時間增加，H2O2經UV照光可持續催化產生OH‧氧化有機物及膠羽，提升氧化比率，故反應後期主要為氧化機制將有機物去除。

Photo-Fenton程序中隨反應時間增加雖可提升氧化去除比率，但於120分鐘時仍尚有化學污泥。反觀H2O2/UV程序至反應時間120分鐘時，殘留率為6.4%，皆以礦化去除DOC。3-5Photo-Fenton程序初期去除DOC之機制圖8.Fenton及Photo-Fenton程序溶出前後之DOC殘留(pH=3,Fe2+=20mg/L,UV=96W,H2O2=200mg/L)圖8.Fenton及Photo-Fenton程序溶出前(2)鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序去除DOC機制之影響固定UV照光強度96W、pH於3及H2O2

濃度為200mg/L，改變Fe2+加藥量10mg/L至40mg/L，圖9為鐵鹽加藥量於Photo-Fenton程序溶出前後之DOC殘留率。反應時間10分鐘時，Fe2+加藥量10、20及40mg/L於反應過程中以混凝去除之DOC分別佔34.5、41.7及61.4%；氧化去除之DOC分別佔5.1、15.5及28.1%皆以混凝機制去除為主。反應時間30分鐘時，Fe2+加藥量10、20及40mg/L以混凝機制所去除之DOC所佔比率分別為9.8、26.3及34.2%；而氧化機制為61.6、55.1及63.2%，混凝、氧化去除比分別為1：6.25、1：2.12及1：1.85，皆以氧化去除為主，但隨Fe2+加藥量增加氧化去除所佔比例則相對減少。(2)鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序去除DOC圖9.鐵鹽加藥量於Photo-Fenton程序溶出前後之DOC殘留率(pH=3,UV=96W,H2O2=200mg/L,oxidationtimeat10min(a)and30min(b).圖9.鐵鹽加藥量於Photo-Fenton程序溶出前後之四、結論

(1)Photo-Fenton程序去除DOC之最佳pH為3。(2)DOC去除率大小依序為Photo-Fenton、H2O2/UV及Fenton程序。(3)Photo-Fenton程序去除DOC之反應動力常數為H2O22/UV程序之3.2倍；增加Fe2+加藥量雖無法提高DOC去除率，但可提升H2O2

及DOC之去除速率，縮短反應時間。(4)Fenton程序去除DOC機制主要為混凝而非氧化。(5)Photo-Fenton程序於反應初期主要以混凝機制去除DOC，於反應後期

H2O2/UV可持續催化產生OH‧氧化有機物及膠羽，主要以氧化機制去除

DOC。Photo-Fenton-like程序去除機制相似。四、結論

(1)Photo-Fenton程序去除DOCPhoto-Fenton程序氧化與混凝處理人工染整廢水之研究四環4A4960N071楊千鈺Photo-Fenton程序氧化與混凝處理人工染整廢水之研一、前言

染整廢水特性不穩定，處理難度較高，主要為高色度、高有機物含量等，若未經妥善處理對河川生態影響甚大。國內放流水管制標準，將放流水中真色色度排放標準訂為550色度單位、COD為160mg/L等。傳統上化學混凝、生物處理等主要處理技術，對溶解性反應性染料去除效果不佳(Kusicetal.,2006)，為降低放流水中難分解色度與COD，染整廢水處理須增設高級處理設施。一、前言

染整廢水特性不穩定，處理難度較

Photo-Fenton程序結合Fenton及H2O2/UV程序，同時以Fe2+及UV照光催化H2O2，產生氫氧自由基有效去除染料廢水中之有機污染物及色度，可加快反應速率並減少污泥產生水；學者指出去除有機物效率由大至小依序為Photo-Fenton、Fenton、H2O2/UV程序。Fenton及Photo-Fenton程序反應過程中Fe3+之生成亦會與有機物行混凝作用，鐵鹽於系統中同時扮演混凝劑及催化劑，而將有機物以混凝或氧化機制去除之角色尚待研究。研究目的如下：

(1)比較Photo-Fenton相關程序處理人工染整廢水對色度及DOC去除效果。

(2)探討鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序去除色度及DOC之影響。

(3)探討H2O2加藥量對Photo-Fenton程序去除色度及DOC之影響。

(4)探討Photo-Fenton程序去除DOC之機制。Photo-Fenton程序結合Fe二、實驗方法與材料

2-1人工染整廢水本研究以反應性偶氮染料EvercionRedH-E3B(永光化學染料公司)與聚乙烯醇(Poly(vinylalcohol),PVA)(NacalaiTesque)分別模擬染整廢水中色度與DOC，混合染料20mg/L與PVA50mg/L配製人工染整廢水，其色度約為1300色度單位、DOC濃度為31mg/L。二、實驗方法與材料

2-1人工染整廢水2-2實驗設備以外照批次式UV光反應槽如圖1，內置石英材質圓柱形反應槽(總體積約2500mL)，反應槽外部環繞16支低壓汞蒸氣紫外光燈管，並包括其他附屬設備如機械式穩壓器、電動攪拌器、散熱風扇、pH自動控制等，外殼由不鏽鋼材質組合而成。圖一UV反應槽設備2-2實驗設備圖一UV反應槽設備2-3Photo-Fenton相關程序實驗方法利用批次式UV光反應槽，經由改變二價鐵/三價鐵加藥及UV燈開關可形成Photo-Fenton、Photo-Fenton-like、Fenton及H2O2/UV等程序，依照不同操作變數H2O2、Fe2+加藥量、UV強度及氧化時間。探討人工染整廢水於不同程序中之脫色及礦化效率之機制及影響將2000mL人工染整廢水置入石英反應槽中，依實驗條件加入指定濃度之H2O2(Shimakyu’sPureChemicals)，再依實驗條件加入指定濃度的氯化亞鐵/氯化鐵(NacalaiTesque)，以NaOH(1N)及H2SO4(1N)(NacalaiTesque)將水樣調至適當pH後開啟UV燈管，此時反應時間為0，過程中利用pH自動調整儀器將pH範圍設定為實驗條件之±0.1，隨實驗條件時間點取樣，部份水樣稀釋後取5mL並加入5mL鈦試劑利用分光光度計分析H2O2殘留；其餘水樣以0.45μm濾紙過濾後分析DOC及色度。2-3Photo-Fenton相關程序實驗方法2-4溶出試驗

Photo-Fenton及Fenton程序去除DOC之機制包含OH‧氧化及鐵鹽混凝，達指定時間點時，以10N之NaOH將pH調整至pH12±0.1後可將氫氧化鐵沉澱物溶解，則鐵鹽混凝吸附之DOC或色度將會溶出，再以0.45μm濾紙過濾後分析DOC、色度。溶出後測得之DOC或色度即為鐵鹽混凝吸附去除，若溶出後無增加DOC，則DOC為礦化去除，如此可說明OH‧氧化與鐵鹽混凝於去除DOC之機制。2-5水質分析色度分析採環保署NIEAW233.51B之水中真色色度檢測方法。DOC分析採用濕式氧化法TOC分析儀(O.I.Analytical,AuroraModel1030W)。H2O2

殘留分析方法為草酸鉀鈦法(K2TiO(C2O4)2‧2H2O)(Sellers,1980)。取欲分析水樣5mL及5mL鈦試劑充份混合後，以分光光度計於波長400nm下量測吸光值，扣除水樣背景色度之干擾，再以H2O2

標準檢量線求之。2-4溶出試驗三、

結果與討論3-1pH對Photo-Fenton程序脫色與DOC去除之影響圖2為Photo-Fenton程序中pH3、pH4及pH5之色度及DOC殘餘率，於反應時間5分鐘時色度殘留率皆低於2%，反應時間30分鐘時，pH3、pH4及pH5之DOC殘留率為12.5、29.3及54.9%。Photo-Fenton程序礦化效率最佳pH3為，其去除DOC反應動力常數最高為0.060(min-1)，其次為pH4及pH5分別為0.043及0.017(min-1)。因pH3之脫色與DOC去除效果最佳，故後續Photo-Fenton相關程序皆控制於pH3。

圖2.pH對Photo-Fenton

程序脫色、DOC去除之影響

(pH=3,

Fe2+=20mg/L,

H2O2=200mg/L,UV=96W)

三、結果與討論3-1pH對Photo-Fenton程3-2Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除之比較(1)Photo-Fenton相關程序H2O2分解之比較H2O2/UV、Fenton、Photo-Fenton三種程序H2O2

殘留率如圖3。於H2O2/UV程序中，H2O2

於UV光穩定照射下分解，H2O2以穩定速率分解，當反應時間120分鐘時，殘留率約為2.9%。Fenton程序於反應時間5分鐘時H2O2快速消耗至52.5%，反應時間120分鐘時殘留率為22.3%。Photo-Fenton同樣在反應時間5分鐘時快速消耗H2O2其殘留率為35.1%，約至30分即耗盡。Photo-Fenton程序較Fenton程序多UV光照射，在反應初期H2O2

快速消耗後仍可持續分解，對H2O2分解呈現兩階段反應，故Photo-Fenton程序之反應速率最快。Photo-Fenton消耗H2O2

之反應動力常數較H2O2/UV高約7.6倍。圖3.H2O2/UV、Fenton及Photo-Fenton程序之H2O2殘留之比較(pH3,Fe2+=20mg/L,UV=96W,H2O2=200mg/L)3-2Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除(2)Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除之比較當反應時間5分鐘時Fenton、Photo-Fenton色度殘留率皆低於3%，H2O2/UV程序之色度殘留率則尚餘11.3%，於反應時間10分鐘時尚完全脫色，顯示H2O2/UV程序之脫色速率較慢。Photo-Fenton相關程序中DOC殘留率比較如圖4，H2O2/UV程序反應前15分鐘DOC殘餘率無明顯下降，其為OH‧礦化有機物所需反應時間較長，須先將大分子組成切斷形成中分子或小分子，進而礦化成二氧化碳和水(Wang,etal.1999)。Fenton程序反應時間5分鐘時DOC殘留率快速下降達50.9%，但隨後DOC則無明顯下降，顯示Fe3+與剩餘H2O2

所進行之後續反應無法有效去除有機物。Photo-Fenton程序反應時間5分鐘時DOC殘留率快速下降至55.1%，隨後DOC殘留濃度持續下降，直至反應時間45分鐘時DOC殘留率達9.4%，則無法有效提升去除率。反應初期Fe2+被H2O2

氧化生成Fe3+行混凝機制去除DOC之反應速率較OH‧礦化DOC快(Hermosilla,etal.2009)，故推測反應初期Photo-Fenton程序DOC殘留率快速下降，乃Fenton反應造成。Photo-Fenton程序較Fenton程序除鐵鹽催化分解H2O2

更兼具UV光的催化，因此於反應時間5分鐘後仍可持續生成OH‧以礦化DOC，而於反應時間30分鐘時H2O2

已無殘留，則無法有效去除DOC。(2)Photo-Fenton相關程序脫色與DOC去除圖4.H2O2/UV、Fenton、Photo-Fenton去除DOC之比較(pH3,Fe2+=20mg/L,UV=96W,H2O2=200mg/L)圖4.H2O2/UV、Fenton、Photo-Fent3-3鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序脫色與DOC去除之影響鐵鹽加藥量對脫色與DOC去除之影響固定UV照光強度96W、H2O2

加藥量為200mg/L且pH控制於3。Photo-Fenton程序中鐵鹽加藥量為10、20及40mg/L於反應時間5分鐘時色度殘留率皆低於3%。鐵鹽加藥量之DOC殘留率如圖5，鐵鹽加藥量為10、20及40mg/L於反應時間15分鐘時DOC殘留率為64.6、18.2及17.0%；反應時間至30分鐘，DOC殘留率分別為18.3、14.0及15.0%。對應H2O2

殘留比較，反應時間為15分鐘時，鐵鹽加藥量為40mg/L之H2O2

殘留率為4.0%，對DOC去除能力有限；而鐵鹽加藥量10及20mg/L之H2O2

殘留率分別為29.2及11.9%，因此反應時間15分鐘後仍可藉由UV光催化生成OH‧氧化有機物。鐵鹽加藥量由10增加至40mg/L之DOC殘留反應動力常數增加約1.7倍。由於H2O2

濃度固定，限制反應過程中OH‧之生成，故增加鐵鹽加藥量可提升DOC去除之速率、減少反應所需時間，但無法提升有機物之去除率。3-3鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序脫色與DO圖5.鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序DOC去除之影響(pH=3,UV=96W,H2O2=200mg/L)圖5.鐵鹽加藥量對Photo-Fenton程序DOC去(2)鐵鹽種類對H2O2分解、脫色及DOC去除之影響固定H2O2

加藥量為200mg/L、pH於3、UV照光強度96W及Fe2+/Fe3+濃度為20mg/L。反應初期Photo-Fenton程序之H2O2分解乃Fe2+與H2O2

反應；Photo-Fenton-like程序除部分Fe3+先行混凝作用將DOC去除，剩餘Fe3+需經UV照光還原成Fe2+再與H2O2

反應。Photo-Fenton及Photo-Fenton-like程序之DOC殘留率如圖6，於反應時間5分鐘時DOC殘餘率皆快速降低至55.1%及54.2%，兩程序之H2O2殘留皆於反應時間30分鐘時完全消耗，其DOC殘留率分別達12.5及13.1%。圖6.Photo-Fenton及Photo-Fenton-like程序之脫色及DOC去除之比較(pH=3,Fe2+/Fe3+=20mg/L,pH3,UV=96W,H2O2=200mg/L)(2)鐵鹽種類對H2O2分解、脫色及DOC去除之影響圖63-4H2O2

加藥量對Photo-Fenton程序脫色與DOC去除之影響於Photo-Fenton程序H2O2

加藥量為100至400mg/L於反應時間5分鐘時皆已完全脫色，色度殘留率達於3%以下。圖7為H2O2

加藥量對DOC殘留之比較，反應時間15分鐘時，H2O2

加藥量100、200及400mg/L之DOC殘留率分別為34.4、27.2及35.2%；顯示相同鐵鹽加藥量，不同H2O2

濃度對反應初期之DOC去除影響甚小。當反應時間由15分鐘增加至30分鐘，H2O2

加藥量100mg/L之DOC殘留率僅減少約4.4%；係因反應時間15分鐘時H2O2

已無殘留，無法有效提升DOC去除率。圖7.H2O2

加藥量對Photo-Fenton程序DOC去除之影響(pH=3,Fe2+=20mg/L,UV=96W)3-4H2O2加藥量對Photo-Fenton程序脫色3-5Photo-Fenton程序初期去除DOC之機制(1)Photo-Fenton相關程序DOC去除機制之探討