含氨廢水的回收處理方法及其設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含氨廢水的回收處理方法及其設(shè)備，所述回收處理方法包括下列步驟：先將含氨廢水調(diào)整為酸性廢水，再利用反滲透膜從酸性廢水離析出高濃度廢水。然后，在高濃度廢水中加入堿性溶劑以生成氨氣，再利用酸性溶劑與氨氣反應(yīng)便能夠生成并且回收銨化合物。本發(fā)明還提供一種含氨廢水的回收處理設(shè)備。形成于第一pH值調(diào)整槽中的酸性廢水經(jīng)由反滲透膜離析出高濃度廢水之后，再于第二pH值調(diào)整槽中將高濃度廢水的pH值調(diào)整為堿性，以生成氨氣。然后，氨氣會在分離裝置中與酸性溶劑反應(yīng)而生成銨化合物。之后，再將銨化合物回收于回收槽中。
【專利說明】含氨廢水的回收處理方法及其設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種廢水(waste water)的回收處理方法及其設(shè)備，且特別是有關(guān)于一種含氨(ammonia)廢水的回收處理方法及其設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著氣候變遷日益劇烈，全球各地發(fā)生澇災(zāi)與旱災(zāi)的機率也逐漸升高，進而導(dǎo)致越來越不容易有效地保存與利用人類生存所不可或缺的干凈水資源。更重要的是，全球人口數(shù)量急速成長與工業(yè)科技的迅速發(fā)展，導(dǎo)致人類對于環(huán)境污染日益嚴重，更使得水資源的保存與利用問題越來越惡化。因此，如何能夠有效地回收工業(yè)廢水(industrial wastewater)中的污染物質(zhì)，以降低污染物質(zhì)對于環(huán)境的污染，已逐漸成為世界各國政府亟待解決的問題之一。
[0003]含有高濃度氨(ammonia,化學(xué)式為NH3,俗稱為氨氣或者是無水氨，anhydrousammonia)的特殊廢水常見于光電半導(dǎo)體(optoelectronic semiconductor)、石油煉制(petroleum refining)、煉焦(coking)、肥料(fertilizer)、鋼鐵(iron and steel)和食品(foodstuff)等工業(yè)的制程廢水。高濃度氨具有腐蝕性(corrosiveness)、對于水生生物具有毒性并且對人體具有致癌性(carcinogenicity)及致基因突變性(mutagenic)等特性。因此，部分國家已經(jīng)立法，或者是傾向于立法，來限制廢水中的含氮量。
[0004]目前市場上通常是利用生物厭氧處理制程(biological anaerobic treatmentprocess)來對含氨廢 水進行脫氮(denitrifacation)。然而,傳統(tǒng)生物厭氧處理制程的脫氮效率并不高。因此，亟需提供能夠更有效處理含氨廢水的設(shè)備與方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種含氨廢水的回收處理方法以及一種含氨廢水的回收處理設(shè)備，以提高含氨廢水的回收效率。
[0006]本發(fā)明提供一種含氨廢水的回收處理方法，其包括下列步驟。首先，在含氨廢水中加入第一酸性溶劑(acid solvent),以形成酸性廢水(acid waste water)。接著,再利用反滲透膜(reverse osmosis membrane, RO membrane)將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水。然后，在高濃度廢水中加入第一堿性溶劑(alkaline solvent)，以在高濃度廢水中生成氨氣(ammonia gas)。之后,再利用第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物(ammonium compound),以回收銨化合物。
[0007]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的成分還包含過氧化氫(hydrogenperoxide,化學(xué)式為H2O2，俗稱雙氧水)，并且在將第一酸性溶劑加入含氨廢水中之前，還包括利用催化劑(catalyst)去除含氨廢水中的過氧化氫。其中，催化劑可為活性碳(activated carbon fibers, ACF)、二氧化猛(manganese dioxide,化學(xué)式為 MnO2)或者是鐵錳砂(manganese ore)。而且，在利用催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫之前，還可在含氨廢水中加入第二堿性溶劑，以使含氨廢水的PH值(酸堿值，pH value)高于8.5。其中，含氨廢水、第一堿性溶劑與第二堿性溶劑的成分皆可包含鈉離子（sodium ion,化學(xué)式為Na+)與鉀離子（potassium ion,化學(xué)式為K+)至少其中之一。
[0008]在本發(fā)明的實施例中，在上述利用第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物的步驟之前，還包括利用分離裝置（stripping device)從高濃度廢水中分離出氨氣的步驟。其中，分離裝置可為用來進行薄膜分離法（membrane stripping)的疏水性交換膜(hydrophobicity membrane)或者是分離塔（stripping column)至少其中之一。而且,在上述利用分離裝置從高濃度廢水中分離出氨氣之前，還可包括利用過濾器（filter)過濾高濃度廢水中的雜質(zhì)的步驟。
[0009]在本發(fā)明的實施例中，在上述回收銨化合物之后，還包括利用雙極膜電透析(electro-deionization with bipolar membrane, EDI with bipolar membrane)裝置或者是離子交換樹脂（ion exchange resin)將銨化合物分離為堿性溶液以及酸性溶液。其中，上述的堿性溶液為氨水，并且上述的酸性溶液為硫酸、氫氯酸或者是磷酸。
[0010]本發(fā)明還提供一種含氨廢水的回收處理設(shè)備，其包括第一 pH值調(diào)整槽（pHadjusting tank)、反滲透膜、第二 pH值調(diào)整槽、分離裝置以及一回收槽（col Iectingtank)，其中反滲透膜連通于第一 pH值調(diào)整槽與第二 pH值調(diào)整槽之間，并且分離裝置連通于第二 PH值調(diào)整槽與回收槽之間。第一 pH值調(diào)整槽用以容納含氨廢水，并且適于注入第一酸性溶劑，以使含氨廢水形成酸性廢水。反滲透膜用以將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水。第二 PH值調(diào)整槽用以容納高濃度廢水，并且適于注入第一堿性溶劑，以在高濃度廢水中生成氨氣。分離裝置用以從高濃度廢水中分離出氨氣，并且適于注入第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物?；厥詹塾靡曰厥珍@化合物。
[0011]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還包括第一貯存槽(storage tank),其中第一忙存槽連通于第一pH值調(diào)整槽,用以忙存第一酸性溶劑，并且適于將第一酸性溶劑注入第一 PH值調(diào)整槽中。
[0012]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還包括第二貯存槽，其中第二貯存槽連通于第二 pH值調(diào)整槽，用以貯存第一堿性溶劑，并且適于將第一堿性溶劑注入第二 pH值調(diào)整槽中。
[0013]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還包括容納有催化劑的處理裝置（processing device),而含氨廢水的成分還包含過氧化氫，并且第一 pH值調(diào)整槽連通于處理裝置與反滲透膜之間。而且，在將第一酸性溶劑注入含氨廢水中之前，可先利用催化劑去除含氨性廢水中的過氧化氫。其中，催化劑為活性碳、二氧化錳或者是鐵錳砂。另外，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還可包括第三PH值調(diào)整槽，其中第三pH值調(diào)整槽連通于處理裝置，并且適于注入第二堿性溶劑，以在利用催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫之前，先將含氨廢水的PH值調(diào)整至高于8. 5。此外，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還可包括第三貯存槽，其中第三貯存槽連通于第三PH值調(diào)整槽，用以貯存第二堿性溶劑，并且適于將第二堿性溶劑注入第三PH值調(diào)整槽中。其中，含氨廢水、第一堿性溶劑與第二堿性溶劑的成分皆可包含鈉離子與鉀離子至少其中之一。
[0014] 在本發(fā)明的實施例中，上述的分離裝置為疏水性交換膜或者是分離塔至少其中之
O
[0015]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還包括過濾器，其中過濾器連通于第二 pH值調(diào)整槽與分離裝置之間，用以過濾高濃度廢水中的雜質(zhì)。
[0016]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還包括第四貯存槽。第四貯存槽連通于分離裝置，用以貯存第二酸性溶劑，并且適于將第二酸性溶劑注入分離裝置中。
[0017]在本發(fā)明的實施例中，上述的酸性廢水的pH值低于6.5。
[0018]在本發(fā)明的實施例中，上述的第一堿性溶劑將高濃度廢水的pH值調(diào)整至高于
9.5。
[0019]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水與第一堿性溶劑的成分皆可包含鈉離子與鉀離子至少其中之一。
[0020]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水與第一酸性溶劑的成分皆包含硫酸根離子(sulfate ion,化學(xué)式為SO廣)、氯離子(chlorine ion,化學(xué)式為CD與磷酸根離子(phosphate ion,化學(xué)式為P043_)至少其中之一。
[0021]在本發(fā)明的實施例中，上述的第二酸性溶劑為硫酸(sulfuric acid,化學(xué)式為H2S04)、氫氯酸(hydrochloric acid,化學(xué)式為 HCl,俗稱鹽酸)與磷酸(phosphoric acid,化學(xué)式為H3PO4)至少其中之一。
[0022]在本發(fā)明的實施例中，上述的含氨廢水的回收處理設(shè)備還包括連通于回收槽的雙極膜電透析裝置或者是離子交換樹脂，用以將銨化合物分離為堿性溶液以及酸性溶液。其中，上述的堿性溶液為氨水，并且上述的酸性溶液為硫酸、氫氯酸或者是磷酸。
[0023]相較于先前技術(shù)，本發(fā)明對于廢水中氨的回收效率會較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1繪示出本發(fā)明一個實施例的含氨廢水的回收處理方法的流程圖。
[0025]圖2繪示出圖1中的步驟S140的一種實施例的流程圖。
[0026]圖3繪示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的含氨廢水的回收處理方法的流程圖。
[0027]圖4繪示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的含氨廢水的回收處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5繪示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的含氨廢水的回收處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]IOOaUOOb:含氨廢水的回收處理設(shè)備
[0030]110a、110b、110c:pH 值調(diào)整槽
[0031]120:反滲透膜
[0032]130:分離裝置
[0033]140a、140b、140c:回收槽
[0034]150:過濾器
[0035]160a、160b、160c、160d:貯存槽
[0036]170a、170b、170c、170d、170e、170f、170g、170h:泵
[0037]180:處理裝置
[0038]190:雙極膜電透析裝置
[0039]S100、S105、S110、S120、S130、S140、S142、S144、S146、S148:步驟【具體實施方式】[0040]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0041]圖I繪示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的含氨廢水的回收處理方法的流程圖。請參考圖I所示，含氨廢水的回收處理方法包括下列步驟。首先，如步驟Slio所示，在含氨廢水中加入第一酸性溶劑，以將原來呈堿性的含氨廢水調(diào)整為微酸性（slightly acidic)，亦即將其PH值調(diào)整至低于7，甚至是調(diào)整至低于6. 5，進而形成酸性廢水。接著，如步驟S120所示，再利用反滲透膜將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水。然后，如步驟S130所示，再于高濃度廢水中加入第一堿性溶劑，以在高濃度廢水中生成氨氣。之后，再如步驟S140所示利用第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物。如此一來，便能經(jīng)由回收銨化合物來回收含氨廢水中的氨。
[0042]更詳細而言,氨可能會以帶正電的銨根離子（ammonium ion,化學(xué)式為NH4+)形式存在于溶液中。由于酸性液體會使反滲透膜帶正電，因而會有利于反滲透膜排斥同樣是帶正電的銨根離子，進而在高濃度廢水中保留更多的銨根離子。因此，于此實施例中會先進行步驟S110，以借由酸性溶劑將原來呈堿性的含氨廢水調(diào)整為酸性廢水。接著，在進行步驟S120,以利用反滲透膜將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水時，便能夠提高高濃度廢水中的銨根離子含量。此時，銨根離子含量較低的低濃度廢水便能夠回收再利用，或者是排放至廢水處理廠進行后續(xù)的一般廢水處理制程。
[0043]然后，由于在堿性環(huán)境下會有利于離子態(tài)的銨根離子（NH4+)轉(zhuǎn)換成氣態(tài)的氨氣(NH3)0因此，于此實施例中會如步驟S130所示，再于高濃度廢水中加入第一堿性溶劑，以將高濃度廢水的PH值調(diào)整為堿性，例如是調(diào)整至高于9. 5，以在高濃度廢水中生成氨氣。然后，便能如步驟S140所示利用第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物，以便經(jīng)由回收銨化合物來回收含氨廢水中大部分的氨，而剩余的廢水便會因為含氨量較低而能夠回收再利用，或者是排放至廢 水處理廠進行后續(xù)的一般廢水處理制程。相較于先前技術(shù)以生物厭氧制程來對含氨廢水進行脫氮，此實施例依序經(jīng)由濃縮、將離子態(tài)的銨根離子轉(zhuǎn)換成氨氣、利用酸性溶劑來吸收氨氣以形成銨化合物、然后再回收銨化合物的方式來處理含氨廢水，因而能夠具有較高的氨回收效率。
[0044]圖2繪示出圖I中的步驟S140的一種實施例的流程圖。請參考圖2所示，在一較佳實施例中，步驟S140例如是先將含有氨氣的高濃度廢水輸送至過濾器來過濾掉高濃度廢水中的雜質(zhì)（S142)，然后再將過濾過的高濃度廢水輸送至分離裝置，以便從高濃度廢水中分離出氨氣（S144)。然后，再于氨氣排出分離裝置時利用第二酸性溶劑來吸附氨氣，以形成銨化合物（S146 )。如此一來，便能夠經(jīng)由回收銨化合物來回收含氨廢水中的氨（S148 )。
[0045]在一個較佳實施例中，分離裝置能夠使用用來進行薄膜分離法的疏水性交換膜。含有氨氣的高濃度廢水輸送至疏水性交換膜之后，液態(tài)的廢水會被疏水性交換膜阻擋，而氣態(tài)的氨氣則能夠通過疏水性交換膜而與第二酸性溶劑進行反應(yīng)。在另一個較佳實施例中，分離裝置還能夠使用分離塔。含有氨氣的高濃度廢水輸送至分離塔之后，液態(tài)的廢水會殘留于分離塔底部，而氣態(tài)的氨氣則會上升至分離塔的頂部而與第二酸性溶劑進行反應(yīng)。
[0046]值得注意的是，為了簡化上述制程中的低濃度廢水以及排出氨氣之后的廢水等副產(chǎn)物的后續(xù)處理作業(yè)，第一酸性溶劑中所含有的陰離子成分最好是與含氨廢水中所含有的主要陰離子成分相同，以避免上述副產(chǎn)物中的主要成分太過復(fù)雜。同樣地，第一堿性溶劑中所含有的陽離子成分亦最好是與含氨廢水中所含有的主要陽離子成分相同。另外，由于第二酸性溶劑是與氨氣直接反應(yīng)，因此可以根據(jù)所欲生成的銨化合物來選擇酸性溶劑的成分，而可不需要遷就于含氨廢水中所含有的主要陰離子成分。
[0047]更詳細而言，來自于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)或者是其它產(chǎn)業(yè)的含氨廢水的主要成分通常不會只包含有銨根離子(NH4+)，可能還會包含有硫酸根離子(S042_)、氯離子(CD或者是磷酸根離子(P043_)等陰離子。舉例來說,含氨廢水的主要成分可為硫酸銨(ammonium sulfate,化學(xué)式為(NH4)2SO4)廢水、氯化銨(ammonium chloride,化學(xué)式為NH4Cl)廢水或者是磷酸銨(ammonium phosphate,化學(xué)式為(NH4)3P04)廢水。此時,第一酸性溶劑便可選用硫酸(H2SO4)溶液、氫氯酸(HCl)溶液與磷酸(H3PO4)溶液至少其中之一。
[0048]除此之外，于此實施例中，含氨廢水的主要成分還可包含硫酸鈉(sodiumsulfate,化學(xué)式為Na2SO4)廢水與磷酸鈉(sodium phosphate,化學(xué)式為Na3PO4)廢水，因此其成分中更可能會包含有鈉離子(Na+)與鉀離子(K+)。此時，第一堿性溶劑便可選用氫氧化鈉(sodium hydroxide,化學(xué)式為NaOH,俗稱苛性鈉，caustic soda)溶液與氫氧化鉀(potassium hydroxide,化學(xué)式為K0H,俗稱苛性鉀,potassium soda)溶液至少其中之一。
[0049]此外，在進行步驟S146時，若選用硫酸(H2SO4)溶液當(dāng)成第二酸性溶劑，則銨化合物便會是硫酸銨((NH4)2SO4X再者，若選用氫氯酸(HCl)溶液當(dāng)成第二酸性溶劑，則銨化合物會是氯化銨(NH4Cl)。另外，若選用磷酸(H3PO4)溶液當(dāng)成第二酸性溶劑，則銨化合物即為磷酸銨((NH4)3PO4X
[0050]圖3繪示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的含氨廢水的回收處理方法的流程圖。請參考圖3所示，此實施例中的含氨廢水的回收處理方法與前一實施例中的含氨廢水的回收處理方法相似，二者不同之處主要有兩點`。
[0051]第一，此實施例中的含氨廢水的主要成分還包含過氧化氫。因此，在進行將第一酸性溶劑加入含氨廢水中而形成酸性廢水的步驟SllO之前,還包括先進行步驟S105，以利用催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫。其中，催化劑可為活性碳、二氧化錳或者是鐵錳砂。另外，由于較高的PH值會較有利于催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫，但是含氨廢水可能僅呈弱堿性，亦即其PH值可能會僅介于7至8之間，因而使得催化劑去除過氧化氫的效率較低。因此，在進行步驟S105之前，還可先進行步驟S100，以在含氨廢水中加入第二堿性溶劑，以便使含氨廢水的PH值高于8.5。
[0052]同樣地，為了簡化后續(xù)制程中的低濃度廢水以及排出氨氣之后的廢水等副產(chǎn)物的后續(xù)處理作業(yè)，第二堿性溶劑中所含有的陽離子成分最好是與含氨廢水中所含有的主要陽離子成分相同，以避免上述副產(chǎn)物中的主要成分太過復(fù)雜。也就是說，當(dāng)含氨廢水的主要成分包含硫酸鈉(Na2SO4)廢水與磷酸鈉(Na3PO4)廢水，以使其成分中包含鈉離子(Na+)與鉀離子(K+)時，第一堿性溶劑與第二堿性溶劑的主要成分皆可為氫氧化鈉(NaOH)溶液與氫氧化鉀(KOH)溶液至少其中之一。
[0053]第二，為了要有將硫酸銨((NH4)2SO4X氯化銨(NH4Cl)或者是磷酸銨((NH4) 3P04)等銨化合物進一步回收再利用，在步驟S140之后還可再利用雙極膜電透析裝置或者是離子交換樹脂來對銨化合物進行氧化還原反應(yīng)，以將銨化合物分離為堿性溶液以及酸性溶液(S150)。其中，堿性溶液可為氨水，而酸性溶液則隨著銨化合物的成分變化而可為硫酸、氫氯酸或者是磷酸。其它步驟與前一實施例相同，于此不再贅述。[0054]為了讓本【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者能夠更容易理解上述含氨廢水的回收處理方法。以下將以具體實施例進一步揭露一種含氨廢水的回收處理設(shè)備。然而，上述含氨廢水的回收處理方法并非只能利用下述含氨廢水的回收處理設(shè)備才能進行。
[0055]圖4繪示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的含氨廢水的回收處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖4所示，含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOa包括一個第一pH值調(diào)整槽110a、一個反滲透膜120、一個第二 pH值調(diào)整槽110b、一個分離裝置130以及一個回收槽140a。其中，反滲透膜120會連通于第一 pH值調(diào)整槽IlOa與第二 pH值調(diào)整槽IlOb之間，并且分離裝置則會連通于第二 pH值調(diào)整槽IlOb與回收槽140a之間。
[0056]第一pH值調(diào)整槽IlOa用以容納含氨廢水，并且適于注入第一酸性溶劑，以將原來呈堿性的含氨廢水調(diào)整為酸性廢水。然后，再利用反滲透膜120將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水。其中，氨含量較低的低濃度廢水能夠回收再利用，或者是排放至廢水處理廠進行后續(xù)的一般廢水處理制程，而氨含量較高的高濃度廢水則會注入第二 PH值調(diào)整槽IlOb中。而且，第二 pH值調(diào)整槽IlOb中還能夠再注入第一堿性溶劑，以在高濃度廢水中生成氨氣。
[0057]之后，含有氨氣的高濃度廢水可先利用連通于第二 pH值調(diào)整槽IlOb與分離裝置130之間的一過濾器150過濾掉其中的雜質(zhì)，然后再輸送至疏水性交換膜或者是分離塔等分離裝置130中，以從高濃度廢水中分離出氨氣。其中，氨氣會在排出分離裝置130的過程中與注入的第二酸性溶劑反應(yīng)而生成銨化合物，并且銨化合物會回收于回收槽140a中，而剩余的廢水則會因為含氨量較低而能夠回收再利用，或者是排放至廢水處理廠進行后續(xù)的一般廢水處理制程。相同地，此時所形成的銨化合物的成分亦會隨著所選用的第二酸性溶劑的成分變化而可能為硫酸銨、氯化銨或者是磷酸銨。另外，相較于先前技術(shù)以生物厭氧制程來對含氨廢水進行脫氮，此實施例經(jīng)由濃縮、將離子態(tài)的銨根離子轉(zhuǎn)換成氨氣、利用酸性溶劑來吸收氨氣以 形成銨化合物、然后再回收銨化合物的方式來處理含氨廢水，因而能夠具有較高的氨回收效率。
[0058]另外，當(dāng)含氨廢水的主要成分還包含有硫酸根離子（S042_)、氯離子（CD或者是磷酸根離子（P043_)等陰離子時，可選擇主要成分含有上述陰離子的氫化物(如硫酸、氫氯酸與磷酸至少其中之一)來當(dāng)成第一酸性溶劑。同樣地，當(dāng)含氨廢水的主要成分還包含有鈉離子(Na+)或者是鉀離子（K+)等陽離子時，亦可選擇主要成分含有上述陽離子的氫氧化物(如氫氧化鈉與氫氧化鉀至少其中之一)來當(dāng)成第一堿性溶劑。如此一來，便能夠簡化低濃度廢水以及排出氨氣之后的廢水等副產(chǎn)物的后續(xù)處理作業(yè)。另外，由于第二酸性溶劑是與氨氣直接反應(yīng)，因此可以根據(jù)所欲生成的銨化合物來選擇酸性溶劑的成分，而可不需要遷就于含氨廢水中所含有的主要陰離子成分。
[0059]而且，此實施例中的含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOa還可包括多個貯存槽160a、160b與160c。貯存槽160a連通于第一 pH值調(diào)整槽110a，并且用以貯存第一酸性溶劑，以便根據(jù)需求量將第一酸性溶劑從貯存槽160a注入第一 pH值調(diào)整槽IlOa中。再者，貯存槽160b連通于第二 pH值調(diào)整槽110b，并且用以貯存第一堿性溶劑，以便根據(jù)需求量將第一堿性溶劑從貯存槽160b注入第二 pH值調(diào)整槽IlOb中。另外，貯存槽160c則連通于分離裝置130，并且用以貯存第二酸性溶劑，以便根據(jù)需求量將第二酸性溶劑從貯存槽160c注入分離裝置130中來吸附氨氣，以形成銨化合物。[0060]此外，含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOa還可包括多個泵170a、170b、170c、170d、170e以及170f。其中，泵170a可連接于貯存槽160a與第一 pH值調(diào)整槽IlOa之間，用以將第一酸性溶劑從貯存槽160a注入至第一 pH值調(diào)整槽IlOa中，而泵170b則可連接于第一 pH值調(diào)整槽IlOa與反滲透膜120之間，用以將酸性廢水從第一 pH值調(diào)整槽IlOa輸送至反滲透膜120中。再者，泵170c可連接于反滲透膜120與第二 pH值調(diào)整槽IlOb之間，用以將高濃度廢水從反滲透膜120注入第二 pH值調(diào)整槽I IOb中，而泵170d則可連接于貯存槽160b與第二 pH值調(diào)整槽IlOb之間，用以將第一堿性溶劑從貯存槽160b注入至第二pH值調(diào)整槽IlOb中。
[0061]另外，泵170e可連接于第二 pH值調(diào)整槽IlOb與過濾器150之間，用以將含有氨氣的高濃度廢水從第二 PH值調(diào)整槽IlOb經(jīng)由過濾器150注入分離裝置130中，而泵170f則可連接于貯存槽160c與分離裝置130之間，用以將第二酸性溶劑從貯存槽160c注入至分離裝置130中。值得注意的是，在其它未繪示的實施例中，當(dāng)?shù)谝凰嵝匀軇┡c第二酸性溶劑的成分相同時，第一 PH值調(diào)整槽與分離裝置還能夠共享相同的貯存槽與泵來貯存與輸送酸性溶劑。
[0062]圖5繪示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的含氨廢水的回收處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖5所示，此實施例中的含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOb與前一實施例中的含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOa相似，二者不同之處包括下列幾點。
[0063]第一，此實施例中的含氨廢水的主要成分還包含過氧化氫，因此含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOb還可包括容納有催化劑的一個處理裝置180，并且第一 pH值調(diào)整槽IlOa連通于處理裝置180與反滲透膜120之間。其中，催化劑可為活性碳、二氧化錳或者是鐵錳砂，用以在將第一酸性溶劑注入含氨廢水中之前，先去除含氨廢水中的過氧化氫。值得注意的是，由于較高的PH 值會較有利于催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫，但是含氨廢水可能僅呈弱堿性，亦即其PH值可能會僅介于7至8之間，因而使得催化劑去除過氧化氫的效率較低。因此，此實施例中的含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOb還可包括一個第三pH值調(diào)整槽110c、一個貯存槽160d以及一個泵170g。
[0064]于此實施例中，第三pH值調(diào)整槽IlOc連通于處理裝置180，并且適于注入第二堿性溶劑，以在利用催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫之前，先將含氨廢水的pH值調(diào)整至高于8. 5。再者，貯存槽160d連通于第三pH值調(diào)整槽110c，用以貯存第二堿性溶劑，而泵170g則連通于貯存槽160d與第三pH值調(diào)整槽IlOc之間，用以將第二堿性溶劑從貯存槽160d注入第三pH值調(diào)整槽IlOc中。
[0065]同樣地，當(dāng)含氨廢水的主要成分還包含有鈉離子（Na+)或者是鉀離子（K+)等陽離子時，亦可選擇上述陽離子的氫氧化物來做為第二堿性溶劑的主要成分。如此一來，便能夠簡化低濃度廢水以及排出氨氣之后的廢水等副產(chǎn)物的后續(xù)處理作業(yè)。另外，在其它未繪示的實施例中，當(dāng)?shù)谝粔A性溶劑與第二堿性溶劑的成分相同時，第二 pH值調(diào)整槽與第三pH值調(diào)整槽還能夠共享相同的貯存槽與泵來貯存與輸送堿性溶劑。
[0066]第二，為了要有將包括硫酸銨、氫氯酸與磷酸至少其中之一的銨化合物進一步回收再利用，此實施例中的含氨廢水的回收處理設(shè)備IOOb還可包括另外兩個回收槽140b、140c、另一個泵170h以及雙極膜電透析裝置190。其中，泵170h可連接于回收槽140a與雙極膜電透析裝置190之間，用以將銨化合物從回收槽140a注入至雙極膜電透析裝置190中。再者，雙極膜電透析裝置190能夠?qū)@化合物分離為堿性溶液以及酸性溶液，然后再將堿性溶液與酸性溶液分別輸送到回收槽140b、140c中。其中，堿性溶液可為氨水，而酸性溶液則隨著銨化合物的成分變化而可為硫酸、氫氯酸或者是磷酸。除此之外，在其它實施例中，雙極膜電透析裝置190亦可以離子交換樹脂來取代。其它組件的功能及連接關(guān)系與前一實施例實質(zhì)上相同，于此不再贅述。[0067]綜合上述，由于酸性液體會使反滲透膜帶正電，因而會有利于反滲透膜排斥銨根離子，以便在高濃度廢水中保留更多的銨根離子。因此，本發(fā)明先將含氨廢水的PH值調(diào)整為酸性，然后在利用反滲透膜將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水時，便能提高反滲透膜對于銨根離子的回收效率。然后，再將高濃度廢水的pH值調(diào)整為堿性，以使離子態(tài)的銨根離子(NH4+)轉(zhuǎn)換成氣態(tài)的氨氣。之后，再利用酸性溶劑來吸附氨氣，以生成銨化合物。如此一來，便能夠經(jīng)由回收銨化合物來回收含氨廢水中大部分的氨，甚至是進一步從銨化合物中分離及回收氨水。因此，相較于先前技術(shù)，本發(fā)明對于氨的回收效率會較高。
[0068]雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾。
【權(quán)利要求】
1.一種含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，該方法包括： 在含氨廢水中加入第一酸性溶劑，以形成酸性廢水； 利用反滲透膜將所述酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水； 在高濃度廢水中加入第一堿性溶劑，以在高濃度廢水中生成氨氣；以及 利用第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物，以回收所述銨化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述含氨廢水的成分還包含過氧化氫，并且在將所述第一酸性溶劑加入含氨廢水中之前，還包括利用催化劑去除所述含氨廢水中的所述過氧化氫。
3.如權(quán)利要求2所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述催化劑為活性碳、二氧化錳或者鐵錳砂。
4.如權(quán)利要求2所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，在利用所述催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫之前，還包括在含氨廢水中加入第二堿性溶劑，以使含氨廢水的pH值高于8.5。
5.如權(quán)利要求4所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述含氨廢水、第一堿性溶劑與第二堿性溶劑的成分皆包含鈉離子與鉀離子至少其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述酸性廢水的pH值低于6. 5。
7.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述第一堿性溶劑將高濃度廢水的PH值調(diào)整至高于9. 5。
8.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述含氨廢水與第一堿性溶劑的成分皆包含鈉離子與鉀離子至少其中之一。
9.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，在利用所述第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物之前，還包括利用分離裝置從高濃度廢水中分離出氨氣。
10.如權(quán)利要求9所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述分離裝置為疏水 性交換膜或者是分離塔至少其中之一。
11.如權(quán)利要求9所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，在利用所述分離裝置從高濃度廢水中分離出氨氣之前，還包括利用過濾器過濾高濃度廢水中的雜質(zhì)。
12.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述含氨廢水與第一酸性溶劑的成分皆包含硫酸根離子、氯離子與磷酸根離子至少其中之一。
13.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述第二酸性溶劑為硫酸、氫氯酸與磷酸至少其中之一。
14.如權(quán)利要求1所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，在回收所述銨化合物之后，還包括利用雙極膜電透析裝置或者離子交換樹脂將所述銨化合物分離為堿性溶液以及酸性溶液。
15.如權(quán)利要求14所述的含氨廢水的回收處理方法，其特征在于，所述堿性溶液為氨水，并且所述酸性溶液為硫酸、氫氯酸或者是磷酸。
16.一種含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括： 第一 PH值調(diào)整槽，用以容納含氨廢水，并且適于注入第一酸性溶劑，以使所述含氨廢水形成酸性廢水；反滲透膜，連通于所述第一 pH值調(diào)整槽，用以將酸性廢水離析為高濃度廢水以及低濃度廢水； 第二 PH值調(diào)整槽，連通于所述反滲透膜，用以容納高濃度廢水，并且適于注入第一堿性溶劑，以在高濃度廢水中生成氨氣； 分離裝置，連通于所述第二 PH值調(diào)整槽，用以從高濃度廢水中分離出氨氣，并且適于注入第二酸性溶劑與氨氣反應(yīng)而生成銨化合物；以及 回收槽，連通于所述分離裝置，用以回收銨化合物。
17.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括第一貯存槽，其中所述第一貯存槽連通于第一 PH值調(diào)整槽，用以貯存第一酸性溶劑，并且適于將第一酸性溶劑注入第一 pH值調(diào)整槽中。
18.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括第二貯存槽，其中所述第二貯存槽連通于第二 PH值調(diào)整槽，用以貯存第一堿性溶劑，并且適于將第一堿性溶劑注入第二 PH值調(diào)整槽中。
19.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括容納有催化劑的處理裝置，并且所述含氨廢水的成分還包含過氧化氫，其中第一 PH值調(diào)整槽連通于處理裝置與反滲透膜之間，并且在將第一酸性溶劑注入含氨廢水中之前，先利用催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫。
20.如權(quán)利要求19所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述催化劑為活性碳、二氧化錳或者是鐵 錳砂。
21.如權(quán)利要求19所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括第三PH值調(diào)整槽，其中所述第三pH值調(diào)整槽連通于處理裝置，并且適于注入第二堿性溶劑，以在利用催化劑去除含氨廢水中的過氧化氫之前，先將含氨廢水的PH值調(diào)整至高于8.5。
22.如權(quán)利要求21所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括第三貯存槽，其中所述第三貯存槽連通于第三PH值調(diào)整槽，用以貯存第二堿性溶劑，并且適于將第二堿性溶劑注入第三PH值調(diào)整槽中。
23.如權(quán)利要求21所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述含氨廢水、第一堿性溶劑與第二堿性溶劑的成分皆包含鈉離子與鉀離子至少其中之一。
24.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述酸性廢水的pH值低于6.5。
25.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述第一堿性溶劑將高濃度廢水的PH值調(diào)整至高于9.5。
26.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述含氨廢水與第一堿性溶劑的成分皆包含鈉離子與鉀離子至少其中之一。
27.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述分離裝置為疏水性交換膜或者是分離塔至少其中之一。
28.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括過濾器，其中所述過濾器連通于第二 PH值調(diào)整槽與分離裝置之間，用以過濾高濃度廢水中的雜質(zhì)。
29.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括第四貯存槽，其中所述第四貯存槽連通于分離裝置，用以貯存第二酸性溶劑，并且適于將第二酸性溶劑注入分離裝置中。
30.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述含氨廢水與第一酸性溶劑的成分皆包含硫酸根離子、氯離子與磷酸根離子至少其中之一。
31.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述第二酸性溶劑為硫酸、氫氯酸與磷酸至少其中之一。
32.如權(quán)利要求16所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括連通于所述回收槽的雙極膜電透析裝置或者是離子交換樹脂，用以將銨化合物分離為堿性溶液以及酸性溶液。
33.如權(quán)利要求32所述的含氨廢水的回收處理設(shè)備，其特征在于，所述堿性溶液為氨水，并且所述酸性溶液為硫酸、氫氯酸或者是磷酸。
【文檔編號】C02F9/04GK103708640SQ201310151633
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月9日
【發(fā)明者】陳國益, 曹逸昌, 陳鏡廉 申請人:兆聯(lián)實業(yè)股份有限公司