三、實(shí)驗(yàn)方法

    1.Fenton法之最佳反應(yīng)操作方法

    本研究以瓶杯試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行之，反應(yīng)過程中控制pH=2，實(shí)驗(yàn)方法先固定H2O2劑量比5000mg/l尋求Fe2+在300、500、600、1500  mg/l之最佳劑量比，再以求得之Fe2+劑量為固定劑量，尋求H2O2在100、500、1000、5000 mg/l最佳劑量比，可得知最佳劑量比之后，再進(jìn)一步固定過氧化氫最佳劑量，降低Fe2+最佳劑量(50、200及300 mg/l)，探討最低成本操作，綜合以上方法以求得之最佳Fenton試劑。

    2.七種方案之方法及流程

    由上述所求得最佳Fenton試劑之結(jié)果進(jìn)行七種不同操作方案，利用不同操作方案對COD去除率之影響進(jìn)行比較，其詳細(xì)程序流程如圖1表示，其七種操作方案分別如下表示： （反應(yīng)條件控制pH=2、H2O2濃度100mg/l，F(xiàn)e2+濃度200mg/l條件下進(jìn)行）

    方案A：同時快混30 min沉淀30 min。

    方案B：同時快混60 min沉淀30 min。

    方案C：同時快混90 min沉淀30 min。

    方案D：快混2 min慢混28 min沉淀30 min。

    方案E：先H2O2濃度100mg/l一次加入，F(xiàn)e2+濃度200  mg/l分三個時段逐步加入（每間隔10  min加入Fe2+濃度66.6mg/l） ，經(jīng)快混2 min后，持續(xù)慢混。

    方案F：先Fe2+濃度200mg/l全加，H2O2濃度100 mg/l再分三個時段將H2O2逐步加入（每間隔10 min加入H2O2濃度33.3mg/l） ，經(jīng)快混2 min后，持續(xù)慢混。

    方案G：分三個時段逐步加入H2O2及Fe2+（每間隔10 min加入H2O2濃度33.3mg/l、Fe2+濃度66.6 mg/l）快混2 min后，持續(xù)慢混。

    結(jié)果與討論

    一、最適pH及H2O2/Fe2+劑量比初步設(shè)定H2O2/Fe2+劑量比為5000  mg/l /3000 mg/l，改變初始pH為1.3、2、2.5、3及3.5，探討在固定H2O2/Fe2+劑量下，pH對于COD去除之影響，其結(jié)果由圖2所示，得知pH值不論是1.3、2、2.5、3及3.5時，去除率皆為80%以上，其不同pH控制下去除率并無明顯差別，且實(shí)場廢水pH值原為2，故為了配合廠商經(jīng)濟(jì)成本需求，不需再調(diào)整pH值，故選pH=2為本研究之控制參數(shù)，并進(jìn)一步尋求H2O2/Fe2+最適劑量比。

    由上述已得知pH=2為本研究之控制參數(shù)，進(jìn)一步求取最適H2O2/Fe2+劑量比。尋求最適劑量比之實(shí)驗(yàn)，固定條件為pH=2，H2O2為5000  mg/l，改變Fe2+劑量為300、500、600及1500  mg/l，探討在不同F(xiàn)e2+劑量下對COD之去除影響，由圖3可觀察到對于COD去除率都在87~89%之間，去除效果沒有很明顯之變化，由此可知，F(xiàn)e2+濃度之改變對于Fenton反應(yīng)并非為主要因素。而為了配合廠商成本方面之需求，選用Fe2+為300mg/l加藥量，所以綜合以上述結(jié)果得知，本研究Fe2+=300 mg/l為最適加藥量，并以此劑量進(jìn)行下一步驟求得H2O2加藥量。

    上述結(jié)果可以得知最適Fe2+加藥量為300mg/l，改變不同H2O2濃度為100mg/l、500mg/l、1000mg/l及5000mg/l尋求最佳H2O2劑量，其結(jié)果由圖4中得知，提高H2O2濃度有助于氫氧自由基(．OH)的產(chǎn)生，加速污染物分解，可觀察到COD去除率隨H2O2濃度增加而遞增，但廠商本身廠區(qū)已具有生物處理程序，基于經(jīng)濟(jì)成本考量，本研究Fenton法只需將COD去除至50 %以上以利后續(xù)生物處理，故選定H2O2最適劑量為100 mg/l。

    由圖3、圖4及上述結(jié)果整理得知，H2O2/Fe2+ =100  mg/l  /  300 mg/l為最適劑量，再進(jìn)一步改變Fe2+劑量為50、200及300 mg/l，探討是否能再降低Fe2+添加劑量之成本，由圖5可觀察到Fe2+劑量在300mg/l及200 mg/l時去除效率是無明顯差異，但Fe2+劑量降為50 mg/l時，其COD去除率卻降為44%，所以得知可將Fe2+劑量由原本的300  mg/l降為200  mg/l，降低操作成本。綜合以上結(jié)果得知，本研究H2O2=100 mg/l，F(xiàn)e2+=200 mg/l時，為Fenton法處理本廠廢水PCB最佳劑量比。

    二、七種方案之COD去除率之比較

    由上述實(shí)驗(yàn)得知之最適劑量H2O2/Fe2+為100 mg/l / 200 mg/l，控制pＨ=2進(jìn)行操作條件之改變，方案A、B、C及D為同時加入H2O2與Fe2+,其方案A、B、C及D反應(yīng)時間各為快混30 min沉淀30 min、快混60 min沉淀30 min、快混90  min沉淀30 min及快混2  min慢混28  min沉淀30  min，探討不同操作對COD去除率之影響，由圖6發(fā)現(xiàn)到方案A、B、C只有快混而沒有慢混情形下，COD去除率效果，都在60~62%，而方案D發(fā)現(xiàn)到COD去除率為57%，其方案A、B、C及D之COD去除效果相差無幾，但考量廠區(qū)操作成本，快混所需動力較慢混為高，因此選擇方案D為最適操作模式。在已知方案D為最適操作模式下，進(jìn)行低濃度(H2O2/Fe2+為100 mg/l / 200 mg/l)劑量分批加藥實(shí)驗(yàn)，并由方案D、E、F、G來比較，方案D全部一次加入H2O2/Fe2+藥劑量，方案E為H2O2全加，F(xiàn)e2+每隔10 min分三次加入，F(xiàn)為Fe2+全加，H2O2每隔10 min分三次加入，G為H2O2/Fe2+每隔10 min分三次同時加入。結(jié)果如圖7所示得知在低濃度H2O2/Fe2+劑量下D、E、F、G之COD去除效果在50%~57%之間，表示全部一次加入劑量較分批三次加入劑量之全程操作控制簡單，故在低濃度H2O2/Fe2+劑量下以方案D為最適操作方案。