废水处理
废水处理流程简介
Fenton 废水高级氧化处理技术
I. 技术简述
目前有很多产业的废水处理场，需增设废水高级处理单元才能达到当地政府的放流水标准，至今已发展的废水高级处理技术包括臭氧氧化法、 活性碳吸附法、薄膜分离法、湿式氧化法及 Fenton 氧化法等，其中以 Fenton 氧化法（H2O2/Fe2+）被认为是一种最有效、简单且经济的方法， 其他方法则因初设成本或操作成本太高而较难被业者接受。Fenton 氧化法虽有高效率、低操作费的优点，但同时因其会产生大量的铁污泥， 成为应用时的一大缺点。 自 1994 年起以 Fenton 氧化法产生 OH（hydroxyl radical）的原理为基础，开发改良低污泥的废水高级氧化处理技术， 我们称此为 Fenton 家族（Fenton Family）高级氧化处理技术。
Fenton 氧化法的反应式如式(1)，所产生 OH 的氧化能力在所有氧化剂中排第二，仅次于氟。
下图为 Fenton 处理技术的应用方式，其中电解还原 -Fenton 法（Fenton Ⅲ）适用于高浓度生物难分解废水（COD > 1000mg/L）的处理， 可作为生物前处理以改善水质，提升后续生物处理能力；流体化床 -Fenton 法（Fenton Ⅳ）适用于低浓度生物难分解废水(COD < 1000mg/L，一般用于 COD < 500mg/L）的处理，可用于生物后的处理，以加强对放流水水质的把关工作。
Fenton 处理技术的应用方式
II. 流体化床 -Fenton 法
流体化床 -Fenton 系利用流体化床的方式使 Fenton 法所产生之三价铁大部份得以结晶或沉淀披覆在流体化床之担体表面上，是一项结合了同相化学氧化（Fenton 法）、异相化学氧化（H2+O2+/FeOOH）、流体化床结晶及 FeOOH 的还原溶解等功能的新技术， 此方法的示意图如下图所示。这项技术将传统的 Fenton 氧化法作了大幅度的改良，如此可减少 Fenton 法大量的化学污泥产量， 同时在担体表面形成的铁氧化物具有异相催化的效果，而流体化床的方式亦促进了化学氧化反应及质传效率，使 COD 去除率提升。
流体化床 Fenton法 示意图
山东亚太森博纸业有限公司 流体化床(FBR)反应
Fenton 技术的原理和特点比较
| 技术名称 | 适用 COD (mg/L) | 主要原理 | 技术特点 |
|---|---|---|---|
| 传统 Fenton 法 | 50 ~ 1,000 | H2O2 + Fe2+ → ·OH + OH- + Fe3+ | 同相反应，铁污泥多，且亦受杂质干扰 |
| 电解还原 -Fenton 法(FentonⅢ, Fered-Fenton) | 1,000 ~ 50,000 | Fe3+ + e- → Fe2+ H2O2 + Fe2+ → ·OH + OH- + Fe3+ | 电解还原Fe（Ⅲ）使其回圈再利用，铁污泥减量 80% |
| 流体化床 -Fenton 法(FentonⅣ, FBR-Fenton) | 50 ~ 1,000 | H2O2 + Fe2+ → ·OH + Fe(OH)2 + → .... → FeOOH , H2O2 + FeOOH → ... | 同相及异相催化反应，污泥形成结晶，铁污泥减量 70% |
应用技术列表
III. 技术应用产业
Fenton 技术可应用的产业包括：
1. 石化业废水： 主要用于生物前处理。
2. 化工业废水：可用于高 COD 个股废水如蒸馏废液的处理，和生物处理后的色度和 COD 去除，使放流水达 98 年标准。
3. 人纤、纺织业废水：可用于生物前处理和生物处理后的水质把关，放流水可达 98 年标准。
4. 染整业废水： 主要用于生物处理后的色度、泡沫和 COD 去除，使放流水达 98 年标准。
5. 金属表面处理业废水： 主要用于高 COD 个股废水如脱脂废液的处理，以避免对化学混凝单元的混凝效果造成影响。
6. 印刷电路板业废水：可用于高 COD 个股废水如清洗剂、剥膜显影废液的处理和生物处理后的水质把关。
7. IC、半导体业废水：可用于高 COD 个股废水如显影废液、去光阻废液的处理。
8. 造纸业废水： 主要用于生物处理后的色度和 COD 去除，使放流水达 98 年标准。
9. 合成树脂业废水： 主要用于生物处理后的水质把关。
10. 制药、皮革业废水： 用于生物前处理和生物处理后的水质把关。
应用技术列表
| 废水物化反应系统 | 快速沉淀池、DAF浅层气浮、AFM过滤系统 | 前处理、三级处理 |
| 厌氧生物反应器 | UASB、ECSB、IC system | 生物处理 |
| 好氧生物处理系统 | AO、A2O、O | 生物处理 |
| 高级氧化处理系统 | Fenton | 高级氧化处理 |