日前臺灣有很多產(chǎn)業(yè)的廢水處理場須增設(shè)高級廢水處理單元才能達到1998年的放流水標準,至今已發(fā)展的高級廢水處理技術(shù)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(jīng)濟的方法,其他方法則因初設(shè)成本或操作成本太高而較難被業(yè)者接受。Fenton氧化法雖有高效率、低操作費的優(yōu)點,但同時因其會產(chǎn)生大量的鐵污泥,成為應(yīng)用時的一大缺點。本研究團隊于1994年度起決定以Fenton氧化法產(chǎn)生?OH (hydroxyl radical)的原理為基礎(chǔ),開發(fā)改良式低污泥的廢水高級氧化處理技術(shù),我們稱此為Fenton家族(Fenton Family)高級處理技術(shù)。
Fenton氧化法的反應(yīng)式如式(1),所產(chǎn)生?OH的氧化能力在所有氧化劑中排第二,僅次于氟。
影響Fenton法氧化反應(yīng)效果與速率的因子有下列幾項:
(1)反應(yīng)物本身的特性
(2)H2O2的劑量
(3)Fe2+的濃度
(4)pH值
(5)反應(yīng)時間
(6)溫度等。
Fenton法反應(yīng)的pH值一般約在3~4。
Fenton家族處理技術(shù)乃針對Fenton法污泥產(chǎn)量太多的缺點加以改良,利用電場或結(jié)晶技術(shù)來提升處理效果及降低化學污泥產(chǎn)量,使適用范圍大為增加。Fenton家族高級處理技術(shù)的演進由傳統(tǒng)Fenton法、電解氧化-Fenton法(簡稱FentonⅡ)、電解還原-Fenton法(簡稱FentonⅢ)、至多相催化-Fenton法(簡稱FentonⅣ)。圖1為Fenton家族高級處理技術(shù)發(fā)展歷程,F(xiàn)entonⅢ及FentonⅣ分別為目前高濃度與低濃度廢水的重點低污泥處理技術(shù)。
表1為Fenton家族處理技術(shù)與其他高級處理技術(shù)的比較。
表1. Fenton家族處理技術(shù)與其他高級處理技術(shù)的比較
表1. Fenton家族處理技術(shù)與其他高級處理技術(shù)的比較
圖2為Fenton家族處理技術(shù)的應(yīng)用方式,其中電解還原-Fenton法(FentonⅢ)適用于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(zhì),提升后續(xù)生物處理能力;多相催化-Fenton法(FentonⅣ)適用于低濃度生物難分解廢水(一般用于1000mg/L>COD<500mg/L)的處理,可用于生物后的處理,以加強對放流水水質(zhì)的把關(guān)工作。
圖2. Fenton家族處理技術(shù)的應(yīng)用方式