報告人:葉勝德 學號:10565609 系所:環境工程與管理在職專班 聯係:0935 333 201 化工業高濃度有機廢水處理案例介紹 報告人:葉勝德 學號:10565609 系所:環境工程與管理在職專班 聯係:0935 333 201

內容: 一、前言: 二、有機廢水高級氧化處理技術介紹 三、化工業高濃度COD廢水處理案例 四、結語

一、前　言 依據環保署事業廢棄物管制中心近年資 料顯示，國內目前廢溶劑之年產量約為16萬 公噸。而目前含低濃度廢溶劑廢水的產生量 單一廠約為30~300公噸/月，約佔現有委外處 理廢溶劑量的30~80%。廢溶劑以濃度來區分 的話，基本可分為高濃度廢溶劑及含低濃度 廢溶劑廢水二種： 

1.高濃度廢溶劑廢水：指廢液閃火點小於60℃（不 包含乙醇體積濃度小於24%之酒類廢棄物， 其溶劑比例大於20%，回收價值高，可用蒸 餾技術將廢溶劑提純回收再利用。若不具 回收經濟價值，則以焚化方式處理。  2.低濃度廢溶劑廢水：其溶劑比例小於20%，大多委代處理業焚化 或與其他無機廢水混合直接排放。

二、有機廢水高級氧化處理技術介紹 表1:OH radical氧化力遠高於O3，其他常用氧化劑（過氧化氫、次氯酸），因此反應速率遠高於O3，一般而言，在O3濃度為10 mg/L，表上所列污染物濃度被O3氧化所需之時間約0.1~20（min），OH radical （OH․）與一般物質反應速率約107~109M-1s-1 (l/mol-sec)。

表2:因反應時間約在1 秒（sec）以內，所以相對上可大幅減少處理設備空間之需求。根據現有設備的資料，預估使用高級氧化技術的操作成本應為現有國內委外燃燒處理成本的10~20%。

低濃度廢溶劑廢水在有機物濃度 200,000 mg/L的條件下，所產生的熱值範圍 約介於700~1,800 kcal/kg。因此，燃燒時所耗 用的燃料油成本亦相當高，處理此高濃度有機廢水1公噸所需的燃油成本約為3,000~5,000 元，

另外仍必須考慮因高溫燃燒產生SOx、 NOx和CO2附加的空氣污染防制成本(含空污費等)，所以在此條件下委外的處理成本約 在10,000~12,000元/噸，以經濟的角度評估並不符合環保經濟效益。

委外廢液的責任關聯性亦是風險之一。 與其他無機廢水混合直接排放，亦將導致廢水後續污染的問題。

三、化工業高濃度COD廢水處理案例 觸媒高級氧化技術原理 機制、小型模組測試及實廠試驗結果介紹說明:觸媒高級氧化技術原理機制介紹 觸媒高級氧化技術原理 機制、小型模組測試及實廠試驗結果介紹說明:觸媒高級氧化技術原理機制介紹  本案所使用的高級氧化技術係使用一種 特殊的氫氧化鐵觸媒與臭氧（或H2O2）反應成OH自由基的觸媒高級氧化處理技術，

OH 自由基與吸附在觸媒表面上的有機物反應，其特點為：  1.不僅氧化反應快，縮短處理時間，減少設備空間的需求；   2.無污泥的產生及廢棄物的二次污染物的問題； 

3.可操作性強，設備相對比較簡單； 4.低操作及維護成本； 5.可將有機物氧化成中間物最終反應成酸類、 O2和H2O

觸媒高級氧化技術的反應式如下：

觸媒高級氧化技術小型模組測試結果 小型模組測試的目的：主要是確認某化工業（以下簡稱A廠）的廢溶劑經觸媒氧化處理設 備的可行性評估，並提供相關之操作參數，因此組裝一小型批次式(batch)反應系統，如圖所示。 圖:觸媒高級氧化技術小型模組實體圖

表3為A廠實際廢溶劑經觸媒高級氧化處理系統模廠處理的數據

實驗操作條件如下：水量為20L, 水流量=1. 1L/min，觸媒停留時間= 1 實驗操作條件如下：水量為20L, 水流量=1.1L/min，觸媒停留時間= 1.5 min，臭氧流量=1 L/min， 溶解於水的臭氧濃度為0.24 g/hr，處理時間為 18~24 小時。數據顯示A廠原廢水的COD為140,000~160,000 Mg/L，經觸媒高級氧化處理系統，處理後COD分別為20,000~70,000 mg/ L。

原測試結果顯示，觸媒高級氧化系統可有 效分解該有機廢水，其1g的臭氧約可處理6~8 g的COD。後續的實廠設備將根據測試結果，進行設計規劃

觸媒高級氧化技術實廠測試結果 根據上述的小型模組結果及操作條件，規劃設計一套可處理廢溶劑1~1.5 公噸/天的實廠設備，其設計廢溶劑處理前濃度為150,000 mg/L COD，經觸媒高級氧化設處理後<10,000 mg/L，去除總量 140 kg/day。觸媒高級氧化設備的實廠設備包含氧化槽、臭氧產生機、觸 媒槽及加藥系統，如圖5所示:

主要單元功能 敘述如下：   1.儲桶：混合製程所排放的廢水及觸媒高級氧 化處理後的迴流廢水。   2.氧化單元：臭氧產生機的所產生的O3溶解於 水中，並將製程清洗廢水中的液相 有機污染物，進行初階氧化反應，使其 分解成為中間產物。   3.臭氧產生機：產生O3用以供氧化槽的氧化劑。 

4.氧氣製造單元：利用高壓空氣製造氧氣。   5.觸媒單元：主要利用觸媒與臭氧作用產生氫氧 自由基，利用氫氧自由基再次分解 殘餘的中間產物及有機酸成為CO2、 H2O及無機鹽類。   6.加藥單元：提供NaOH及H2O2於系統中。 

觸媒高級氧化技術實廠測試結果: 。

表4為A廠實際廢水模廠處理後之結果，實 廠設備處理結果顯示其廢溶劑實際COD 濃度約在160,000~190,000 mg/L，當廢 水的提高至pH>8.5，處理COD總量約在 120~150 kg/day，且單位氧化劑可處理 的COD量約在 6~8 與模廠測試結果相似

四、結語 此等高濃度COD 廢水大多委託代處理業處理以燃燒的方式處理，其處理成本約在10,000~12,000元/噸，且 因高溫燃燒產生SOx、NOx及CO2，衍生額外附加的空氣污染防制成本(含空污費等)，以經濟的角度評估並不符合環保經濟效益；

而委外廢液的責任關聯性亦是風險之一。若以與其他無機廢水混合直接排放，亦將導致廢水後續污染的問題。因這些廢溶劑廢的有機物可採用本觸媒高級氧化處理技術，該技術 除可去除溶於水中的有機物，降低有機廢水(液)中的COD。

本案例所述之技術係結合氫氧化鐵觸媒與臭氧及H2O2，實驗室小型模組 及實廠結果顯示廢溶劑的COD濃度處理前為 160,000~190,000 mg/L，而該設備的COD處理 總量約在130 kg/day ~ 150 kg/day，

處理一公噸廢溶劑的實際操作成本為920 元。因此該設 備不僅減少高濃度有機廢水排放處理量300公噸/年，也節省廢溶劑處理費用300萬元/年，避免放流水超過排放標準。

觸媒高級氧化處理技術特色為反應速率快，設備體積小 相對佔地空間不大，無土木建設的問題，而使用的氧化劑為O3或H2O2，且本案例觸媒高 級氧化處理技術所使用之觸媒可重複使用，並無廢棄物（如污泥等）二次污染的問題及廢棄物處理費用，整套設備操作方便，

維護容易，設備的能源消耗、CO2的產生量及操作 維護費用遠比一般焚化爐設備低，可減少業 者支出成本，落實環保與經濟雙贏局面，值 得相關產業參考與應用。 參考文獻: 林樹榮、李怡萱、司洪濤，利用觸媒高級氧 化技術處理工廠高濃度COD廢水案例介紹， 經濟部工業局工業污染防治季刊第120期，pp. 55~68 頁，2011年12月。