微電解填料
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人氣：1267 發(fā)布時(shí)間：2013-04-06 10:45 產(chǎn)品型號：新型 應(yīng)用領(lǐng)域：水處理 產(chǎn)品價(jià)格： 想了解更多產(chǎn)品詳情，請 |
鐵碳填料的概念：
鐵碳填料-微電解填料又叫內(nèi)電解填料是污水處理微電解工藝系統(tǒng)的主體材料。新型鐵碳填料主要由鐵、碳以及微量的催化劑通過高溫融合為一體構(gòu)成。
微電解工藝的概念：
微電解工藝是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對廢水進(jìn)行處理的良好工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵屑過濾法等。
微電解工藝的原理：
鐵炭微電解是基于電化學(xué)中的原電池反應(yīng)。當(dāng)鐵和炭浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場。陽極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物還原，也可使某些不飽和基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的雙鍵打開，使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性。此外，二價(jià)和三價(jià)鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價(jià)鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，調(diào)節(jié)廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態(tài)的微小顆粒及有機(jī)高分子，可進(jìn)一步降低廢水的色度，同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)使廢水得到凈化。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機(jī)廢水的色度，提高了廢水的可生化性。
鐵炭原電池反應(yīng)：
陽極：Fe - 2e → Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V
陰極：2H+ + 2e → H2 E (H+/H2) = 0.00V
當(dāng)有氧存在時(shí),陰極反應(yīng)如下：
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V
鐵碳微電解工藝的優(yōu)點(diǎn)：
該法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，也不需消耗電力資源。
鐵碳微電解工藝的發(fā)展史：
該工藝技術(shù)自誕生開始，即在美、蘇、日等國家引起廣泛重視，已有很多的專利，并取得了一些實(shí)用性的成果。該工藝是在20世紀(jì)7O年代應(yīng)用到廢水治理中的，而我國從2O世紀(jì)8O年代開始這一領(lǐng)域的研究。當(dāng)時(shí)的微電解工藝所采用的材料主要是廢鐵屑和活性炭顆粒的混合物，雖然具有“以廢治廢”的意義，但是因?yàn)殍F屑和活性炭的物理密度不同，導(dǎo)致水流沖擊作用力之下，鐵屑和活性炭出現(xiàn)分層現(xiàn)象。鐵屑會沉底，活性炭顆粒會上浮的表層。這種分層現(xiàn)象一方面導(dǎo)致鐵屑和活性炭顆粒接觸不良從導(dǎo)致效果下降；另一方面導(dǎo)致鐵屑和鐵屑之間接觸太緊密從而形成鐵屑結(jié)塊。因?yàn)檫@種現(xiàn)象導(dǎo)致在當(dāng)時(shí)這種雖然良好的工藝沒有得以大范圍推廣。濰坊市恒美特環(huán)？萍加邢薰踞槍σ陨犀F(xiàn)象，通過科研開發(fā)利用高溫冶煉技術(shù)將鐵和碳融合為一體合金--新型鐵碳微電解填料。從而將兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為單一物質(zhì)，從而徹底客服了分層現(xiàn)象，也同時(shí)解決了由此導(dǎo)致的分層現(xiàn)象和結(jié)塊現(xiàn)象。
新型鐵碳微電解填料的結(jié)構(gòu)形式及其優(yōu)點(diǎn)：
通過冶煉等手段將鐵及金屬催化劑與炭包容在一起形成架構(gòu)式鐵炭結(jié)構(gòu)。①此結(jié)構(gòu)鐵與炭永遠(yuǎn)是一體，不會像鐵炭組配組合容易出現(xiàn)鐵與炭分離，影響原電池反應(yīng)。②鐵炭一體可降低原電池反應(yīng)的電阻，從而提高電子的傳遞效率，提高處理效率。③鐵炭一體可以避免分層和板結(jié)的產(chǎn)生。
包容架構(gòu)式微電解技術(shù)是鐵炭微電解技術(shù)的一次技術(shù)革命。她的廣泛應(yīng)用將為化工等行業(yè)的發(fā)展帶來新的生機(jī)。
鐵炭包容式微電解技術(shù)采用固定流化床運(yùn)行方式，其操作維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠。
微電解填料技術(shù)參數(shù)
堆積密度：1.0噸/立方米
比表面積：1.2cm2/g
孔隙率：70%
物理強(qiáng)度：1000kg/cm2
產(chǎn)品規(guī)格
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規(guī)格型號 |
外觀 |
徑粒 |
成分 |
含量 |
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HMT-CH |
橢球形 |
2cm-3cm |
鐵、碳、催化成分 |
99% |
鐵碳微電解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：
鐵炭包容式微電解系統(tǒng)是由微電解反應(yīng)器、配水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)組成，也可根據(jù)用戶要求進(jìn)行配置。
1.微電解反應(yīng)器
可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)成圓形罐體、方形池體。其體積可根據(jù)水處理量而定。
2.配水系統(tǒng)
配水系統(tǒng)部分由提升泵、流量計(jì)和管路等組成。
3. 曝氣系統(tǒng)
曝氣系統(tǒng)部分由風(fēng)機(jī)、管路和閥門等組成，空氣壓力可根據(jù)微電解反應(yīng)器和管路做調(diào)整，風(fēng)量根據(jù)設(shè)計(jì)確認(rèn)。
鐵碳微電解工藝的應(yīng)用領(lǐng)域：
一、印染廢水的處理
印染廢水是印染企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的各種廢水混合后的總稱。我國日排放印染廢水量為(300～400)×104 t，是各行業(yè)中的排污大戶之一。印染廢水主要由退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水組成，其中含有大量的染料、助劑、漿料、酸堿、纖維雜質(zhì)及無機(jī)鹽等,其特點(diǎn)是有機(jī)物含量高、堿度高、色度深、組成復(fù)雜、可生化性差，而且其中的硝基、胺基化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有較大的生物毒性。長期以來，印染廢水一直是工業(yè)廢水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，PVA漿料、各種新型助劑和整理劑等抗光解、耐氧化和抗生物降解的有機(jī)物被越來越多的應(yīng)用，排出廢水的BOD5/ COD值一般在20%左右，色度有時(shí)可高達(dá)4000倍以上，印染廢水的處理難度不斷加大。因此有針對性的開發(fā)高效率、低成本的處理技術(shù)，是印染行業(yè)面臨的重大課題。針對這一點(diǎn)，近幾年國內(nèi)外都開展了一系列的研究工作，取得了顯著的進(jìn)展和突破。
新技術(shù)的應(yīng)用：
近年來，鐵碳微電解研究成果和技術(shù)專利已經(jīng)成功應(yīng)用于各種規(guī)模的印染企業(yè)的廢水治理工程。利用鐵碳微電解技術(shù)處理印染廢水，可以有效提高廢水的可生化性，脫色率幾乎可以達(dá)到100%,并且鐵碳微電解技術(shù)是利用鐵元素和碳元素自身發(fā)電，不用外加電流，因此操作方便，運(yùn)行成本低廉。
印染廢水水量大、色度深、堿性強(qiáng)、水質(zhì)變化大，難降解有機(jī)污染物含量高。目前，印染廢水普遍采用生化法、混凝沉淀法、混凝氣浮法和活性炭吸附法進(jìn)行處理。這些方法投資費(fèi)用高，管理難度大，脫色效果和去除率都不理想。近幾年來報(bào)道了許多用電化學(xué)法處理印染廢水的研究成果和技術(shù)專利，并應(yīng)用于各種規(guī)模的印染企業(yè)的廢水治理工程，收到了良好的效果。利用微電解法處理染料廢水，CODcr去除率達(dá)67%左右，脫色率幾近100％。結(jié)果表明酸性廢水有利于去除CODcr,和脫色，選擇pH值為4的酸性廢水為宜；延長微電解反應(yīng)時(shí)間有利于提高處理效果，但會增加投資和運(yùn)行費(fèi)用，反應(yīng)時(shí)間控制在5O min為宜；石灰乳的用量過多或過少均會影響CODcr的去除，調(diào)pH值為9時(shí)較合適。
二、含砷廢水的處理
隨著冶金和化工等行業(yè)發(fā)展以及貧礦的開發(fā)，砷伴隨主要元素被開發(fā)出來，進(jìn)入廢水中的砷數(shù)量相當(dāng)大。據(jù)1995年中國環(huán)境狀況公報(bào)報(bào)道，95年砷排放量達(dá)到1084噸，比94年增長4.4%，1996年中國環(huán)境狀況公報(bào)報(bào)道，96年砷排放量達(dá)到1132噸，比95年增長4.2%。含砷廢水有酸性和堿性，當(dāng)中一般也含有其它重金屬離子。砷與鉛等共同作用會使廢水的毒性更大，國內(nèi)外都曾發(fā)現(xiàn)廢水中砷的中毒事件。
含砷廢水中砷的存在形態(tài)受pH的影響很大，在中性條件下，可溶砷的數(shù)量達(dá)到最大，隨著pH的升高或降低其溶解的數(shù)量都將降低。pH為5.0時(shí)，溶液中砷主要以無機(jī)砷的形態(tài)存在，當(dāng)pH為6.5時(shí)，有機(jī)砷為其主要存在形態(tài)。但由于含砷廢水的來源并不單一，其成分也是復(fù)雜多變的。
含砷廢水的處理在六十年代就已得到世人的關(guān)注。如能回收利用則不僅可解決了砷對環(huán)境的污染問題，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著，節(jié)約資源。目前，比較系統(tǒng)的處理方法有化學(xué)沉淀法、物理法以及新興的、最具發(fā)展前途的—新型鐵碳微電解技術(shù)。
砷化物是一種高毒性物質(zhì)，對環(huán)境污染嚴(yán)重。含砷廢水目前常采用離子交換法、沉淀法和浮選法治理。陸萸英等對含砷廢水處理進(jìn)行了系統(tǒng)的概述。在上述方法中，沉淀法加入沉淀劑的量較難控制，過少除不盡砷，過多會造成二次污染。浮選法則因泥渣中含水量大，也易造成二次污染。Nazarora G N等報(bào)道了消耗Fe電極的電凝結(jié)方法處理含砷廢水，但此法耗電量很大。彭根槐等人對鐵屑微電池反應(yīng)處理含砷廢水進(jìn)行了研究，結(jié)果表明通過腐蝕電池電極反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2 ，在堿性條件下絮凝共沉淀去除砷，去除率可達(dá)93％以上。
三、印刷電路板生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理
我國信息電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展為印刷電路板行業(yè)的快速發(fā)展提供了良好的市場環(huán)境。電子通訊設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、家用電器等電子產(chǎn)品產(chǎn)量的持續(xù)增長為印刷電路板行業(yè)的快速增長提供了強(qiáng)勁動力。2008年，中國印刷電路板總產(chǎn)值約為272.5億美元，是全球最大的印刷電路板生產(chǎn)地。而在印刷電路板生產(chǎn)過程中有多種含重金屬污染物的廢水和含高濃度的有機(jī)廢水排出，而如何處理這些廢水就引起了市場的關(guān)注。印刷電路板廢水主要含有銅離子，廢水基本呈酸性。采用新型鐵碳微電解工藝可以有效破除重金屬絡(luò)合物，有效降低COD。
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，印刷電路板的需求量增大，生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)產(chǎn)量的增加，使廢水量也不斷增加。這種廢水主要污染物為氨水、EDTA等多種絡(luò)合劑及Cu2＋、Ni2 等多種金屬離子。國內(nèi)一般采用分質(zhì)處理法處理，將廢水分為含絡(luò)合劑廢水和無絡(luò)合劑廢水，前者用加堿或硫酸調(diào)pH值再加沉淀劑，經(jīng)沉淀過濾處理后排放．后者可直接加堿或硫化物作沉淀劑，沉淀過濾，達(dá)到凈化的目的。在國外，最近有采用TMA(三硫三秦三鈉鹽)作沉淀劑，可避免硫化物二次污染。美國一些公司采用離子交換與隔膜電解相結(jié)臺處理含絡(luò)合劑重金屬離子廢水，這些方法去除率不高，一般較難使排放水達(dá)標(biāo)。穆傳奇研究報(bào)道了鐵屑法處理印刷電路板廢水，在酸性條件下，利用鐵屑和電極反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2＋還原重金屬離子，并通過Fe(OH)3絮凝共沉的原理去除重金屬離子，使廢水達(dá)標(biāo)排放，效果良好。處理后，出水中銅和鎳離子含量均小于O.2mg/L。這項(xiàng)技術(shù)已推廣應(yīng)用。
四、化工廢水的處理
化工廢水的基本特征為極高的COD、高鹽度、對微生物有毒性，是典型的難降解廢水，是目前水處理 技術(shù) 方面的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)；U水的特征分析如下：
(1)水質(zhì)成分復(fù)雜，副產(chǎn)物多，反應(yīng)原料常為溶劑類物質(zhì)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，增加了廢水的處理難度；
(2)廢水中污染物含量高，這是由于原料反應(yīng)不完全和原料、或生產(chǎn)中使用的大量溶劑介質(zhì)進(jìn)入了廢水體系所引起的；
(3)有毒有害物質(zhì)多，精細(xì)化工廢水中有許多有機(jī)污染物對微生物是有毒有害的，如鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等；
(4)生物難降解物質(zhì)多，B比C低，可生化性差；
(5)廢水色度高。
化工廢水處理技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了100多年的發(fā)展，污水中的污染物種類、污水量是隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活水平的提高而不斷增加，污水處理技術(shù)也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)生了日新月異的變化，同時(shí)，舊的污水處理技術(shù)也不斷被革新和發(fā)展著。尤其現(xiàn)在的化工廢水中的污染物是多種多樣的，往往用一種工藝是不能將廢水中所有的污染物去除殆盡的。用物化工藝將化工廢水處理到排放標(biāo)準(zhǔn)難度很大，而且運(yùn)行成本較高；化工廢水含較多的難降解有機(jī)物，可生化性差，而且化工廢水的廢水水量水質(zhì)變化大，故直接用生化方法處理化工廢水效果不是很理想。
針對化工廢水處理的這種特點(diǎn)，我們認(rèn)為對其處理宜根據(jù)實(shí)際廢水的水質(zhì)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理方法，如新型鐵碳微電解填料，破壞廢水中難降解有機(jī)物、改善廢水的可生化性；再聯(lián)用生化方法，如SBR、接觸氧化工藝，A/O工藝等，對化工廢水進(jìn)行深度處理。
五、石油化工廢水處理方法:
石油化工廢水成份復(fù)雜，其中含有大量的難降解有機(jī)物(如芳硝基化合物)、油和懸浮物等，COD可達(dá)3000mg/L以上，廢水處理難度大。國內(nèi)一般采用生化法處理。鄭均華用生物接觸氧化法處理煉油廠的廢水，效果較好。這種方法需要培養(yǎng)馴化生物膜，操作比較復(fù)雜，投資費(fèi)用較高。國內(nèi)學(xué)者對腐蝕電池法處理石油化工廢水進(jìn)行了深入的研究。該法是利用鐵的還原性將-NO2 等難生物降解的基團(tuán)還原成易生物降解的-NH2，提高廢水的可生化性。同時(shí)通過調(diào)節(jié)pH值，生成Fe(OH)3活性膠體，與油和懸浮物絮凝共沉淀，而達(dá)到凈化的目的。 微電解技術(shù)對高色度有機(jī)廢水處理的反應(yīng)機(jī)理和典型工藝流程進(jìn)行了研究，分析了影響處理效果的主要因素及微電解技術(shù)應(yīng)用存在的幾個(gè)問題，指出微電解技術(shù)對高色度有機(jī)廢水具有很好的脫色效果，并可在一定程度上降低廢水的COD值，提高廢水的可生化性，是高色度有機(jī)廢水處理中十分理想的預(yù)處理單元。
姜波等利用鐵炭微電解及Fenton試劑法處理煉油廠脫硫廢堿液，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)COD的去除率達(dá)到了90%。
采用微電解工藝對石油煉廠延遲焦化裝置高濃度生產(chǎn)廢水進(jìn)行小試研究。結(jié)果表明：對S2－及COD總?cè)コ史謩e可達(dá)90％和60％以上。該工藝對煉廠高濃度廢水具有良好的處理效果。
六、電鍍廢水的處理
電鍍工廠（或車間）排出的廢水和廢液，如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗地面水等，其水質(zhì)因生產(chǎn)工藝而異，有的含鉻，有的含鎳或含鎘、含氰、含酸、含堿等。廢水中的金屬離子有的以簡單的陽離子形態(tài)存在（如Ni2+、Cu2+等），有的以酸根陰離子形式存在（如CrO厈等）,有的則以復(fù)雜的絡(luò)合陰離子形式存在【如Au(CN)娛、Cd(CN)厈、Cu(P2O7)愹等】。一種廢水中常含有一種以上的有害成分，如氰化鍍鎘廢水中既有氰又有鎘。此外，一般鍍液中常含有機(jī)添加劑。電鍍和金屬加工業(yè)廢水中鋅的主要來源是電鍍或酸洗的拖帶液。污染物經(jīng)金屬漂洗過程又轉(zhuǎn)移到漂洗水中。酸洗工序包括將金屬（鋅或銅）先浸在強(qiáng)酸中以去除表面的氧化物，隨后再浸入含強(qiáng)鉻酸的光亮劑中進(jìn)行增光處理。該廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機(jī)光亮劑等，毒性較大，有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)，對人類危害極大。因此，對電鍍廢水必須認(rèn)真進(jìn)行回收處理，做到消除或減少其對環(huán)境的污染。
電鍍廢水處理設(shè)備由調(diào)節(jié)池、加藥箱、還原池、中和反應(yīng)池、pH調(diào)節(jié)池、絮凝池、斜管沉淀池、廂式壓濾機(jī)、清水池、氣浮反應(yīng)，活性炭過濾器等組成。
電鍍廢水處理采用鐵碳微電解處理工藝，該技術(shù)主要是利用經(jīng)過新型鐵碳微電解填料凈化廢水，當(dāng)廢水與填料接觸時(shí)，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和物理作用，包括催化、氧化、還原、置換、共沉、絮凝、吸附等綜合作用，將廢水中的各種金屬離子去除，使廢水得到凈化。
電鍍廢水主要有鍍鉻、鋅、鋁、銀、銅等多種廢水。廢水中除含金屬離子之外，還含有電鍍液及添加劑中的有毒污染物，其中氰化物和重金屬離子嚴(yán)重超標(biāo)而污染環(huán)境。電鍍廢水常采用離子交換吸附法或沉淀法處理。趙雅芝等研究了混凝法處理電鍍廢水中的重金屬離子，重金屬離子去除率可達(dá)99％。鐵屑微電解床處理電鍍廢水也有許多報(bào)道，越來越受到人們的關(guān)注。該法處理電鍍廢水，不僅可以利用陽極反應(yīng)中鐵提供的電子還原高價(jià)重金屬離子，經(jīng)調(diào)節(jié)pH值生成Fe(OH)3，絮凝共沉淀去除重金屬離子和懸浮物，而且還可以將廢水中劇毒的CN－還原成無毒的N2。
七、制藥廢水處理
制藥生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，含硝基苯類物質(zhì)較多，有較大的毒性，屬難降解有機(jī)化工廢水。經(jīng)微電解－混凝處理后，COD去除率平均達(dá)到3O%左右，B/C比則由0.46上升到0.53，硝基苯轉(zhuǎn)化率平均達(dá)到55%，脫色率平均為50%左右，并使全流程COD去除率達(dá)到91%，可見微電解預(yù)處理效果十分明顯。
八、含油廢水
陳水平研究了用鐵屑內(nèi)電解法處理船舶機(jī)艙含油廢水。工程實(shí)踐表明，油污水的KS、油分和COD的去除率分別超過95%、90%和80%。處理后的污水油分濃度低于15mg/L，符合有關(guān)國際公約的標(biāo)準(zhǔn)。
九、制罐廢水處理
制罐廢水呈酸性，主要含石油、表面活性劑、磷酸等，可生化性差，經(jīng)處理后pH值可上升至5左右，COD去除率可達(dá)90％以上，且能有效提高B/C比。
十、含氰廢水處理
含氰電鍍廢水也可用鐵屑法處理，這種工藝最終將出水pH值調(diào)至1O左右，以沉淀鐵離子和其他金屬離子。在該條件下，CN一與Fe2 反應(yīng)生成難溶于水的亞鐵氰化鐵Fe2[Fe(CN)6]沉淀，或者在廢水中加入鈣離子生成亞鐵氰化鈣，這種絡(luò)鹽穩(wěn)定無毒，加酸蒸餾也不分解。
十一、砷、氟廢水處理
砷、氟廢水主要來自于工業(yè)生產(chǎn)原料中的雜質(zhì)，比如硫鐵礦是生產(chǎn)硫酸的主要原料，其中含有砷、氟等雜質(zhì)，在S02氣體的凈化工序便產(chǎn)生含砷、氟有毒物質(zhì)的廢水。
通過鐵屑電池反應(yīng)產(chǎn)生Fe2 ，再用電石渣調(diào)pH值，沉降30min，砷、氟的去除率分別達(dá)到了93％和99％，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，取得很好的效果。
十二、含酚廢水處理
鐵屑內(nèi)電解法處理含酚廢水做了研究，討論了鐵屑內(nèi)電解處理含酚廢水的原理及各種因素對脫除效果的影響。用正交試驗(yàn)選取最佳處理?xiàng)l件，對實(shí)際廢水進(jìn)行了處理，處理前酚濃度為285.6mg/L，處理后酚濃度為0.625mg/L，去除率為99.8％；COD濃度為712mg/L，處理后為88mg/L，去除率為87.5％。
