專利名稱：氧化處理設(shè)備及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化處理設(shè)備及其處理方法，且特別涉及一種具有氧化劑吸收及反應(yīng)槽之氧化處理設(shè)備及其處理方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)發(fā)展帶給人們莫大的便利，但同時(shí)也帶來了河川污染、土壤污染、空氣污染等問題，因此如何在減少工業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的沖擊，成為污染防治技術(shù)的一項(xiàng)重要的課題。
舉例來說，在半導(dǎo)體工藝中會(huì)產(chǎn)生一些含有有機(jī)物的廢液。為了避免這些廢液污染環(huán)境，所以在排放之前，會(huì)對(duì)這些廢液進(jìn)行處理。公知的處理此含有有機(jī)物之廢液的方式是于廢液中先加入氧化劑，之后使此加入有氧化劑之廢液流經(jīng)觸媒、紫外光等處理單元，以通過氧化來去除水中的有機(jī)物等污染物。然而，由于廢液中有機(jī)物去除率與氧化劑吸收率成正比，而上述之處理方式其氧化劑吸收率并不高，因此若要達(dá)到較佳的處理效果，需耗費(fèi)較高的成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的就是提供一種可以處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣、廢水、土壤整治及各使用系統(tǒng)結(jié)垢與防腐蝕，且可殺菌之氧化處理設(shè)備。
本發(fā)明的再一目的是提供一種氧化處理之方法，通過整合觸媒、紫外光及氧化劑等氧化技術(shù)，來解決處理臭味、殺菌處理、空氣污染處理、水污染處理及土壤整治等問題，并且提高水回收再利用之效率。
本發(fā)明提出一種氧化處理設(shè)備，此氧化處理設(shè)備由混合器、氧化劑供應(yīng)單元、氧化劑吸收及反應(yīng)槽、觸媒氧化反應(yīng)槽與紫外光氧化反應(yīng)槽所構(gòu)成。其中，氧化劑供應(yīng)單元與混合器連接，氧化劑吸收及反應(yīng)槽與混合器連接，觸媒氧化反應(yīng)槽與氧化劑吸收及反應(yīng)槽連接，紫外光氧化反應(yīng)槽與觸媒氧化反應(yīng)槽連接。
本發(fā)明提出一種氧化處理之方法，適用于上述之氧化處理設(shè)備，此氧化處理之方法是先于混合器中將廢液與氧化劑供應(yīng)單元所供應(yīng)之氧化劑混合，以得到第一溶液。接著，將第一溶液注入氧化劑吸收及反應(yīng)槽中，使第一溶液中的氧化劑于此槽體中吸收，并破壞廢液中的污染物，以得到第二溶液。之后，將第二溶液注入觸媒氧化反應(yīng)槽中，以通過此觸媒氧化反應(yīng)槽中的觸媒，氧化此第二溶液，而得到第三溶液。然后，將此第三溶液注入紫外光氧化反應(yīng)槽中，以通過紫外光氧化此第三溶液。
由于本發(fā)明可通過整合觸媒、紫外光及不同氧化劑等氧化技術(shù)，通過氧化劑吸收及反應(yīng)槽設(shè)計(jì)，使氧化劑能完全吸收，并且通過操作條件的控制來處理廢液，因此可提高氧化劑利用率及處理效率。此外，利用本發(fā)明之方法亦不會(huì)有氧化劑二次污染之問題，或者因氧化劑與污染物反應(yīng)速率較慢而衍生的種種問題。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1是依照本發(fā)明之一實(shí)施例的一種氧化處理設(shè)備之示意圖。
主要元件標(biāo)記說明100氧化處理設(shè)備102、102a、102b混合器104、104a、104b氧化劑供應(yīng)單元106氧化劑吸收及反應(yīng)槽108觸媒氧化反應(yīng)槽
110紫外光氧化反應(yīng)槽112預(yù)處理單元114后處理單元具體實(shí)施方式
圖1是為依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種氧化處理設(shè)備之示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明之氧化處理設(shè)備100由混合器102、氧化劑供應(yīng)單元104、氧化劑吸收及反應(yīng)槽106、觸媒氧化反應(yīng)槽108與紫外光氧化反應(yīng)槽110所構(gòu)成。在一實(shí)施例中，混合器102例如是由液相混合器102a與氣相混合器102b所構(gòu)成，而氧化劑供應(yīng)單元104例如是由液體氧化劑供應(yīng)單元104a以及氣體氧化劑供應(yīng)單元104b所構(gòu)成。此外，在另一實(shí)施例中，此氧化處理設(shè)備100還包括預(yù)處理單元112或后處理單元114。
其中，預(yù)處理單元112與液相混合器102a連接，此預(yù)處理單元112例如是調(diào)勻槽。此外，液相混合器102a與液體氧化劑供應(yīng)單元104a連接，氣相混合器102b與氣體氧化劑供應(yīng)單元104b連接，且液相混合器102a與氣相混合器102b連接。其中，氣體氧化劑供應(yīng)單元104b所供應(yīng)之氧化劑例如是臭氧、氯氣或是其它合適之氣體氧化劑。
另外，氧化劑吸收及反應(yīng)槽106與氣相混合器102b連接。由于氣體氧化劑供應(yīng)單元104b所供應(yīng)之氣體氧化劑于廢液中的吸收率并不高，因此通過此氧化劑吸收及反應(yīng)槽106的設(shè)置可以將氧化劑的吸收率提高，并且使廢液的污染物或細(xì)菌在此氧化劑吸收及反應(yīng)槽106能充分混合反應(yīng)，以達(dá)到混合之功效。
此外，觸媒氧化反應(yīng)槽108與氧化劑吸收及反應(yīng)槽106連接。其中，位于觸媒氧化反應(yīng)槽108中的觸媒可以將氧化劑轉(zhuǎn)換成氫氧自由基，以破壞廢液中的污染物，且其亦可如離子交換樹脂一般作為無機(jī)物吸附之用。上述之觸媒包括鐵氧化物(iron oxides)或銅鋅觸媒，而鐵氧化物例如是，三氧化二鐵、水合三氧化二鐵、四氧化三鐵、水合四氧化三鐵或上述這些鐵氧化物的混合物。在一實(shí)施例中，鐵氧化物例如是水合三氧化二鐵，而在另一實(shí)施例中，鐵氧化物例如是針狀形水合三氧化二鐵(針鐵礦(goethite，F(xiàn)eOOH))。
另外，紫外光氧化反應(yīng)槽110與觸媒氧化反應(yīng)槽108連接，以使廢液中的氧化劑產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的自由基離子。特別是，由于廢液中的污染物非常復(fù)雜，因此需使用不同之氧化處理單元。舉例來說，紫外光主要是針對(duì)水溶性高的有機(jī)污染物，而觸媒氧化反應(yīng)槽108中之觸媒主要是針對(duì)水溶性低的有機(jī)污染物及無機(jī)及有機(jī)的復(fù)合物。
此外，在另一實(shí)施例中，氧化處理設(shè)備100還包括后處理單元114，而此后處理單元114與紫外光氧化反應(yīng)槽110連接。
由于本發(fā)明之氧化處理設(shè)備包括有氧化劑吸收及反應(yīng)槽，因此可以提高氧化劑利用率，并且提高污染物之處理效率。
以下說明利用上述之氧化處理設(shè)備的處理方法。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1，本發(fā)明之方法是先于混合器102中將廢液與氧化劑供應(yīng)單元104所供應(yīng)之氧化劑混合，以得到第一溶液。在本實(shí)施例中，混合器102包括液相混合器102a與氣相混合器102b，而氧化劑供應(yīng)單元104包括液體氧化劑供應(yīng)單元104a以及氣體氧化劑供應(yīng)單元104b，因此廢液會(huì)先經(jīng)過液相混合器102a，而與液體氧化劑供應(yīng)單元104a所提供之氧化劑混合，再經(jīng)過氣相混合器102b，與氣體氧化劑供應(yīng)單元104b所提供之氧化劑混合，而形成第一溶液。
在另一實(shí)施例中，廢液在進(jìn)入混合器102之前，可先于預(yù)處理單元112中進(jìn)行處理，之后再流入混合器102中。其中，此預(yù)處理單元112例如是調(diào)勻槽。
接著，將第一溶液注入氧化劑吸收及反應(yīng)槽106中，使第一溶液中的氧化劑于此槽體中吸收，并破壞廢液中的污染物，以得到第二溶液。由于廢液中污染物的去除率與氧化劑吸收率成正比，因此，通過氧化劑吸收及反應(yīng)槽106的設(shè)置，可以提高氧化劑的吸收率，從而降低成本支出。
之后，將第二溶液注入觸媒氧化反應(yīng)槽108中，以通過此觸媒氧化反應(yīng)槽108中的觸媒，氧化此第二溶液，而得到第三溶液。由于位于觸媒氧化反應(yīng)槽108中的觸媒可以將第二溶液中的氧化劑轉(zhuǎn)換成氫氧自由基，因此可以更進(jìn)一步的破壞廢液(即第二溶液)中的污染物，且其還可以如同離子交換樹脂一般，用來吸附廢液中的無機(jī)物。特別是，于此所使用之觸媒適用于處理低水溶性之有機(jī)污染物、無機(jī)及有機(jī)復(fù)合物。
然后，在一實(shí)施例中，當(dāng)廢液流經(jīng)觸媒氧化反應(yīng)槽108之后，還可將此第三溶液注入紫外光氧化反應(yīng)槽110中，以通過紫外光氧化此第三溶液，從而使得第三溶液中產(chǎn)生更強(qiáng)的自由基離子，以有效去除污染物。特別是，于此所使用之紫外光適用于處理高水溶性之有機(jī)污染物。
繼之，在一實(shí)施例中，當(dāng)廢液流經(jīng)紫外光氧化反應(yīng)槽110之后，還可進(jìn)一步流入后處理單元114中，以更進(jìn)一步處理此廢液。
由于本發(fā)明之氧化處理設(shè)備結(jié)合了觸媒、氧化劑和紫外光，因此欲處理之廢液流經(jīng)此氧化處理設(shè)備時(shí)，可以直接氧化作用分解，或是再利用回流循環(huán)氧化增加氧化停留時(shí)間，并通過控制來提高去除效率及氧化時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到有效處理廢液之目的。
此外，本發(fā)明之氧化劑吸收及反應(yīng)槽除了具有上述之吸收及反應(yīng)的功用之外，尚提供監(jiān)測及調(diào)整廢液進(jìn)入此槽體的功能。而且，本發(fā)明可以利用系統(tǒng)控制之方式，提高氧化劑利用率及污染物之處理效率。
以下舉實(shí)驗(yàn)例來說明本發(fā)明，然非用以限定本發(fā)明。
以下之實(shí)施例乃針對(duì)半導(dǎo)體業(yè)含VOC(揮發(fā)性有機(jī)物，volatile organiccompounds)之廢氣進(jìn)行測試，半導(dǎo)體廠A廢氣之主要成分為甲基乙基酮(MEK)及異丙酮(IPA)，其總碳?xì)浠衔餄舛燃s100-200TOC(總有機(jī)碳)。半導(dǎo)體廠B廢氣之主要來源為去光刻膠劑ACT690，成分為DMSO(dimethyl sulfoxide)，總碳?xì)浠衔餄舛燃s35 TOC(總有機(jī)碳)。此外，所使用的氧化劑為O3。另外，半導(dǎo)體廠A測試所用之氧化劑吸收及反應(yīng)槽設(shè)計(jì)及曝氣方式為一段式，而半導(dǎo)體廠B測試所用之氧化劑吸收及反應(yīng)槽設(shè)計(jì)及曝氣方式為二段式。其測試條件與測試結(jié)果如下表1所示。
表1

由上可知，利用本發(fā)明之方法可以有效處理含VOC之廢氣或是去光刻膠劑ACT690。
傳統(tǒng)濕式洗滌技術(shù)是利用水將空氣中的有機(jī)物吸收至水相，而本發(fā)明與傳統(tǒng)濕式洗滌技術(shù)，在長時(shí)間操作下之處理效率及水回收比率的結(jié)果如下表2所示。
表2

*單純以水作為吸收劑，不加任何添加劑由上可知，本發(fā)明之方法，與傳統(tǒng)濕式洗滌技術(shù)相比，其平均處理效率較高，且水回收比率也較高。
由于酸堿值(pH)會(huì)影響本發(fā)明之處理效率，因此需針對(duì)不同的水質(zhì)去作監(jiān)測。在本實(shí)驗(yàn)例中，針對(duì)半導(dǎo)體廠A之廢氣在不同pH條件下之處理效率其結(jié)果如下表3所示。
表3

由上可知，對(duì)半導(dǎo)體廠A之廢氣來說，在pH＝10之條件下其處理效率較佳。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種氧化處理設(shè)備，其特征是包括混合器；氧化劑供應(yīng)單元，與上述混合器連接；氧化劑吸收及反應(yīng)槽，與上述混合器連接；觸媒氧化反應(yīng)槽，與上述氧化劑吸收及反應(yīng)槽連接；以及紫外光氧化反應(yīng)槽，與上述觸媒氧化反應(yīng)槽連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之氧化處理設(shè)備，其特征是上述混合器包括液相混合器、氣相混合器，且上述氧化劑供應(yīng)單元包括液體氧化劑供應(yīng)單元以及氣體氧化劑供應(yīng)單元，其中上述液相混合器與上述液體氧化劑供應(yīng)單元連接，上述氣相混合器與上述氣體氧化劑供應(yīng)單元連接，上述液相混合器與上述氣相混合器連接，且上述氣相混合器與上述氧化劑吸收及反應(yīng)槽連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之氧化處理設(shè)備，其特征是位于上述觸媒氧化反應(yīng)槽中的觸媒包括鐵氧化物或銅鋅觸媒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之氧化處理設(shè)備，其特征是上述鐵氧化物包括三氧化二鐵、水合三氧化二鐵、四氧化三鐵、水合四氧化三鐵或上述這些鐵氧化物的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述之氧化處理設(shè)備，其特征是上述鐵氧化物包括水合三氧化二鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述之氧化處理設(shè)備，其特征是上述鐵氧化物包括針狀形水合三氧化二鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述之氧化處理設(shè)備，其特征是還包括預(yù)處理單元與上述混合器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述之氧化處理設(shè)備，其特征是上述預(yù)處理單元包括調(diào)勻槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述之氧化處理設(shè)備，其特征是還包括后處理單元，與上述紫外光氧化反應(yīng)槽連接。
10.一種氧化處理之方法，適用于權(quán)利要求1所述之氧化處理設(shè)備，其特征是上述氧化處理之方法包括于上述混合器中將廢液與上述氧化劑供應(yīng)單元所供應(yīng)之氧化劑混合，以得到第一溶液；將上述第一溶液注入上述氧化劑吸收及反應(yīng)槽中，使上述第一溶液中的上述氧化劑于上述槽體中吸收，并破壞上述廢液中的污染物，以得到第二溶液；將上述第二溶液注入上述觸媒氧化反應(yīng)槽中，以通過上述觸媒氧化反應(yīng)槽中的觸媒，氧化上述第二溶液，而得到第三溶液；以及將上述第三溶液注入上述紫外光氧化反應(yīng)槽中，以通過紫外光氧化上述第三溶液。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述之氧化處理之方法，其特征是上述觸媒氧化反應(yīng)槽適用于處理低水溶性之有機(jī)污染物、無機(jī)及有機(jī)復(fù)合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述之氧化處理之方法，其特征是上述紫外光氧化反應(yīng)槽適用于處理高水溶性之有機(jī)污染物。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述之氧化處理之方法，其特征是氧化處理設(shè)備中的上述混合器包括液相混合器、氣相混合器，且上述氧化劑供應(yīng)單元包括液體氧化劑供應(yīng)單元以及氣體氧化劑供應(yīng)單元，其中上述液相混合器與上述液體氧化劑供應(yīng)單元連接，上述氣相混合器與上述氣體氧化劑供應(yīng)單元連接，上述液相混合器與上述氣相混合器連接，且上述氣相混合器與上述氧化劑吸收及反應(yīng)槽連接，而且上述廢液會(huì)依次經(jīng)過上述液相混合器與上述氣相混合器之后，再流入上述氧化劑吸收及反應(yīng)槽中。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述之氧化處理之方法，其特征是上述觸媒包括鐵氧化物或銅鋅觸媒。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述之氧化處理之方法，其特征是上述鐵氧化物包括三氧化二鐵、水合三氧化二鐵、四氧化三鐵、水合四氧化三鐵或上述這些鐵氧化物的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述之氧化處理之方法，其特征是上述鐵氧化物包括水合三氧化二鐵。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述之氧化處理之方法，其特征是上述鐵氧化物包括針狀形水合三氧化二鐵。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述之氧化處理之方法，其特征是上述氧化處理設(shè)備還包括預(yù)處理單元，且上述預(yù)處理單元與上述混合器連接，而且上述廢液是先于上述預(yù)處理單元中進(jìn)行處理后，再流入上述混合器中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述之氧化處理之方法，其特征是上述預(yù)處理單元包括調(diào)勻槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述之氧化處理之方法，其特征是上述氧化處理設(shè)備還包括后處理單元，且上述后處理單元與上述紫外光氧化反應(yīng)槽連接，以更進(jìn)一步處理由上述紫外光氧化反應(yīng)槽所流出之廢液。
全文摘要
一種氧化處理設(shè)備，此氧化處理設(shè)備由混合器、氧化劑供應(yīng)單元、氧化劑吸收及反應(yīng)槽、觸媒氧化反應(yīng)槽與紫外光氧化反應(yīng)槽所構(gòu)成。其中，氧化劑供應(yīng)單元與混合器連接，氧化劑吸收及反應(yīng)槽與混合器連接，觸媒氧化反應(yīng)槽與氧化劑吸收及反應(yīng)槽連接，紫外光氧化反應(yīng)槽與觸媒氧化反應(yīng)槽連接。通過氧化劑吸收及反應(yīng)槽的設(shè)計(jì)，可提高氧化劑利用率及污染物之處理效率。
文檔編號(hào)C02F1/32GK101016183SQ20061000310
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
發(fā)明者林樹榮, 孫觀豐, 蔡耀輝 申請(qǐng)人:慧群環(huán)境科技股份有限公司