Fenton流体化床高级氧化处理技术应用案例
1.前言
工业废水处理后所排放的COD几乎是所有工业污染排放水的管控指标。随着工业持续的发展，各种有机溶剂及化学合成有机物被大量使用，也因此严重的污染了自然环境，因此如何有效去除这些污染物是现今废水处理技术的一大课题。另外由于环境意识的提高，政府环保部门对废水排放的管制日趋严格,以电镀线路板以及电镀行业的排放标准而言,2010年7月起COD将由现行的标准100mg/L改为80mg/L。尤其在一些环境敏感地区如太湖流域的厂家，COD的标准更降到不得超过50mg/L。
以上述标准而言,现有绝大部分厂家将面临废水处理系统之整改的问题,否则将无法达到新的法规要求。基于此，出现了一种针对COD深度处理的技术——Fenton流体化床(FBR)高级氧化技术，提高COD的深度处理，以达到政府排放标准的要求。
2.Fenton法的原理
Fenton化学氧化法是应用双氧水(H2O2)与亚铁(Fe2+)反应产生氢氧自由基的原理，进行氧化有机污染反应，将废水中有机物污染氧化成二氧化碳和水的一种高级氧化处理技术。其化学反应机制如下：
H2O2+Fe2+→•OH+OH-+Fe3+→Fe(OH)3↓
影响Fenton法氧化反应效果与速率因子：反应物本身的特性，H2O2的剂量，Fe2+的浓度，pH值，反应时间，温度
3.Fenton法的优点
①对环境友善：处理后不像其它的化学药品，如漂白水(次氯酸钠)，易产生氯化有机物等毒性物质，对环境造成伤害。
②占地空间小：有机物氧化的速度相当快，所需的停留时间短,约0.5~2小时即可，不像一般的生物处理约需12~24小时，因时间短，相对反应槽容积不需太大，可节省空间。
③操作弹性大：可依进流水水质的好坏来改变操作条件，提高处理量。而一般的生物处理难以弹性操作。针对较高的污染量只需提高亚铁及H2O2加药量及适当的pH控制即可。
④初设成本低：与一般的生物处理系统相较，约只须其投资成本的1/3~1/4。
⑤氧化能力强：所产生的氢氧自由基(•OH)氧化能力相当强。可处理多种毒性物质，如氯乙烯、BTEX、氯苯、1，4Dioxane，酚、多氯联苯、TCE、DCE、PCE等，另EDTA和酮类MTBE、MEK等亦有效。
4.传统Fenton法缺点
①瓶颈1：Fe2+为催化剂,使H2O2产生成•OH及OH-，但同时也伴随着大量污泥,Fe(OH)3的产生成为应用中的一大缺点。
②瓶颈2：COD达一定的去除率后，无法再继续去除有机物，易造成H2O2用药的消耗。
5.传统Fenton法改良
针对污泥含量高的缺点，台湾工研院陆续开发了改良式低污泥的废水高级氧化处理技术，其中之一就是流体化床-Fenton法。
(一)流体化床-Fenton法
原理：利用0.2~0.5mm硅砂担体在结晶槽中作为结晶核种，将要处理的废水及添加药剂由反应池底部进入并向上流动。而反应槽外接有一回流水回路，用以调整进流水过饱和度及达到担体上流速度，使待处理的无机离子于硅砂担体表面形成稳态结晶体，当晶体粒径达1~2mm后，排出槽外进行回收再利用或达到废弃物减排的目的。
反应机制：H2O2+Fe2+→•OH+Fe(OH)2+→……FeOOH,H2O2+FeOOH→……
技术特点：同相及异相的催化反应，污泥减少70%。减少H2O2用药的浪费。
适用废水COD浓度：50~1000mg/l。
(二)深度处理规划构想
A.现有工厂的废水处理系统，一般为二沉池后直接排放。因此拟规划一套流体化床系统直接将现在放流水排至FBR进流暂存池，接续后段FBR-Fenton反应。FBR-Fenton系统包含进流水调节池，FBR反应槽，脱气池，中和池，慢混池，快沉池，泡药系统与加药系统。经FBR-Fenton处理后的水排回原来排放口排放。
B.Fenton流体化床系统须新设一套FeSO4泡置系统供应系统所须的亚铁，一套H2O2储存与加药系统，一套Ca(OH)2加药系统。
C.考虑现场用地，为节省空间采用机器式快沉槽作为污泥沉降用。
D.预估各阶段水质：
项目化学反应系统出水
(即FBR-Fenton进水)FBR-Fenton出水
S.S(mg/l)<30<30
COD(mg/l)80~110<50
7.应用案例
目前，Fenton流体化床法在台湾地区广泛使用，使用厂家有楠梓电子，冈山空军，联华电子，远东化纤，台化宁波ABS厂，在珠三角地区也逐渐被推广，如东莞瑞升电子等。
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