Công nghệ Fenton điện hóa (Fered-Fenton)

Giới thiệu

Công nghệ oxy hóa hóa học chủ yếu sử dụng khả năng oxy hóa của chất oxy hóa để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải thành carbon dioxide (CO2) và nước (H2O), trong đó quá trình oxy hóa cấp cao (AOPs, Advanced Oxidation Processes) có hiệu quả nhất trong việc sản xuất gốc hydroxyl (‧OH, Hydroxyl radicals). Bởi vì công suất oxy hóa đứng thứ hai trong tất cả các chất oxy hóa, chỉ đứng sau Flo. Công nghệ này sử dụng một ion sắt như một chất xúc tác hydrogen peroxide (H2O2) để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải bằng cách tạo ra các gốc tự do có khả năng oxy hóa cao như trên, phương pháp này thường được gọi là quá trình oxy hóa hóa học Fenton và phạm vi ứng dụng rộng.

Cơ chế phản ứng về khả năng oxy hóa hóa học Fenton, được thể hiện như công thức sau, tạo ra các gốc hydroxyl trong phản ứng.

H2O2 + Fe2+ → ‧OH + OH- + Fe3+ → Fe(OH)3↓

Quy trình Fenton điện hóa (Fenton III, Fered-Fenton) áp dụng cho nước thải với nồng độ COD cao từ 1.000mg / L đến 50.000mg / L. Tỷ lệ loại bỏ COD cao, thường là từ 80% đến 99%. Công nghệ này ngoài việc tăng hiệu quả xử lý của quy trình Fenton truyền thống còn làm giảm hơn 50% lượng bùn được sản sinh bởi quy trình Fenton truyền thống và giảm chi phí vận hành của nhà máy xử lý.

Phản ứng Fenton điện hóa như sau

Phản ứng tại cực âm: Fe3+ + e- → Fe2+

Qúa trình phản ứng tổng quát: H2O2 + Fe2+ → ‧OH + OH- + Fe3+ → Fe(OH)3↓

Từ công thức phản ứng của cực âm có thể nhận ra việc tái sử dụng liên tục chất xúc tác được sản sinh bởi quá trình Fenton: Fe3+ hoàn nguyên thành Fe2+ và lặp lại, do đó làm giảm đáng kể lượng tiêu thụ sắt(II) và lượng bùn thải sau quá trình. Tiếp đến, H2O2 được bổ sung trực tiếp vào bể điện phân và phản ứng với Fe2+ được tạo ra bởi phản điện phân và các chất hữu cơ trong nước thải. Fe2+ được tạo ra bởi phản ứng liên tục tại điên cực âm, tham gia phản ứng khiến hiệu suất oxy hóa của H2O2 được nâng cao, giảm lượng H2O2 và chi phí vận hành . Ngoài ra, quá trình oxy hóa điện cực ở cực dương cũng có thể loại bỏ một phần đáng kể chất hữu cơ.

Ưu điểm

  1. Thân thiện với môi trường: Không giống như các hóa chất khác như thuốc tẩy (sodium hypochlorite), dễ sản sinh ra các chất độc như clo hữu cơ v.v gây hại cho môi trường.
  2. Chiếm diện tích nhỏ: Tốc độ oxy hóa chất hữu cơ khá nhanh, yêu cầu thời gian lưu ngắn, khoảng 0,5 đến 2 giờ là đủ, và việc xử lý sinh học thông thường mất khoảng 12 đến 24 giờ. Do thời gian lưu ngắn, dung tích của bể phản ứng tương đối không cần quá lớn, có thể tiết kiệm không gian.
  3. Vận hành linh hoạt: Trong quá trình vận hành, khi nông độ COD thay đổi chỉ cần tăng giảm lượng hóa chất Fe2+ và H2O2 xử dụngVận hành linh hoạt: Trong quá trình vận hành, khi nông độ COD thay đổi chỉ cần tăng giảm lượng hóa chất Fe2+ và H2O2 xử dụng
  4. Dễ dàng trong vận hành: Hoạt động thiết bị điện phân dễ hiểu và dễ vận hành, việc cấp hoá chất và khống chế pH dễ dàng được kiểm soát, không phải là việc khó khăn đối với hầu hết các nhân viên vận hành.
  5. hi phí ban đầu thấp: So với hệ thống xử lý sinh học nói chung, chỉ cần khoảng 1/3 ~ 1/4 chi phí đầu tư. Khả năng oxy hóa cao: gốc hydroxyl (‧OH) được sản sinh có công suất oxy hóa mạnh và có thể xử lý nhiều loại chất độc hại như vinyl clorua, BTEX, chlorobenzene, 1,4-Dioxan, aldehyd, pentachlorophenol, polychlorinated biphenyls, TCE, DCE, PCE và cũng có hiệu quả trong việc xử lý các EDTA và xeton khác như MTBE, MEK.
  6. Hệ thống Fenton điện hóa chủ yếu bao gồm bốn phần: một bể phản ứng (bể tuần hoàn), một bể điện phân (Fenton III Tank), một nguồn cung cấp điện (Power supply), một hệ thống điều khiển và bổ sung hóa chất . Quy trình xử lý như sau: Sau khi nước thải được bơm vào bể phản ứng, bể phản ứng được điều chỉnh lượng pH để phù hợp với việc vận hành và sau đó bơm vào bể Fenton III để tiến hành điện phân / oxy hóa, sau khi hoàn thành phản ứng sẽ quay trở về bể phản ứng.

Ứng dụng

  1. Xử lý nước thải từ công nghiệp hoá chất với hàm lượng COD cao.
  2. Xử lý nước thải xử lý bề mặt kim loại, loại nước thải này có hàm lượng COD cao, trước khi xử lý dầu mỡ cần được loại bỏ để tránh ảnh hưởng tới hiệu quả của quá trình keo tụ ở giai đoạn kế tiếp.
  3. Xử lý nước thải với hàm lượng COD cao từ ngành công nghiệp in bảng mạch như chất tẩy rửa, chất rửa phim.
  4. Xử lý nước thải với hàm lượng COD cao từ ngành IC, công nghiệp bán dẫn như chất rửa phim, chất ngăn ánh sáng.

Dự án (Theo công nghệ)

  • FAR EASTERN NEW CENTURY CORP. (Process Wastewater；600CMD)
  • SYN-TECH CHEM. & PHARM. CO., LTD. (Process Wastewater；500CMD)
  • AU OPTRONICS CORP. (Process Wastewater；15CMD)
  • TAIWAN POWER COMPANY (LINKOU) (Process Wastewater；200CMD)
  • JIE JING ENVIRONMENTAL ENGINNERING CORP. (Process Wastewater；100CMD)
  • KUNSHAN FUDIN PRECISION MACHINERY INDUSTRIAL CO., LTD. (Process Wastewater；10CMD)
  • HULK ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. (Process Wastewater；12.3CMD)
  • AXUNTEK SOLAR ENERGY CO., LTD. (Process Wastewater；5CMD)
  • APEX DYNAMICS, INC. (Process Wastewater；)
  • UNITED MICROELECTRONICS CORP. (Process Wastewater；)
  • TAIWAN UNION TECHNOLOGY CORP. (Process Wastewater；)
  • CHANGSHU HOPAX CHEMS MFG.CO.,LTD. (Process Wastewater；500CMD)
  • TASCO CHEMICAL CORP. (Process Wastewater；72CMD)
  • CHANG CHUN PETROCHEMICAL CO., LTD. (Process Wastewater；4,000CMD)
  • FAR EASTERN NEW CENTURY CORP. (Process Wastewater；100CMD)
  • SILICONIX ELECTRONIC CO., LTD. (Process Wastewater；10CMD)
  • GOLDENCHAMPION IND. LTD. (Process Wastewater；560CMD)
  • CHINA PETROCHEMICAL CORP. (Circulating wastewater and RO concentrated wastewater；9,600CMD)