用于廢水處理的回收設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其包括：加熱單元，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，以接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，并排出該氣體；以及吸收單元，連通該薄膜蒸餾單元，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元無接觸。
【專利說明】
用于廢水處理的回收設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種用于廢水處理的回收設(shè)備用于廢水處理的回收設(shè)備，尤其涉及一種自廢水回收氨氮或水的回收設(shè)備用于廢水處理的回收設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]含氮化學(xué)品在石化及高科技產(chǎn)業(yè)(例如:半導(dǎo)體制造業(yè)、光電業(yè)及LED等)的生產(chǎn)過程中為重要原料及化學(xué)品，然而該工藝將產(chǎn)生大量含氮廢液或廢水，若無適當(dāng)處理將使承受水體水質(zhì)遭受污染，而造成水中溶氧不足或優(yōu)養(yǎng)化。
[0003]氨氮廢水處理技術(shù)通?？煞譃樯锾幚?例如:生物硝化脫氮技術(shù)(A2O)、薄膜生物反應(yīng)器(MBR)、B1NET/AFB及厭氧氨氧化技術(shù)等)、物化處理(例如:吸附、離子交換、RO、電透析、薄膜蒸餾、氣提、加氯、磷酸銨鎂結(jié)晶及電解氧化等)及結(jié)合物化及生物處理的混合系統(tǒng)(hybrid system)，其中，生物處理技術(shù)較適合處理中低濃度氨氮廢水(約500毫克/升(mg/L)以下)，而一些物化技術(shù)則可以應(yīng)用至不同濃度氨氮廢水處理、濃縮及回收。
[0004]—般而言，低濃度含氮(如氨氮)廢水通常以生物處理為主，其具有操作成本低的優(yōu)勢，但占地面積大及系統(tǒng)操作不穩(wěn)定為其缺點。而對高濃度氨氮廢水(氨氮濃度大于500mg/L以上)受分子態(tài)氨影響，生物處理并不適合，其他物理及化學(xué)方式如氣提及氧化法，通常不受氨氮濃度影響，但其操作成本較高，且回收產(chǎn)品純度不夠與可能需要后續(xù)再處理均為其缺點，故無法有效解決產(chǎn)業(yè)界面臨氨氮廢水處理問題。
[0005]—般而言，可利用薄膜蒸餾處理氨氮廢液或廢水，將氨氮廢液或廢水轉(zhuǎn)換成有用的含氮化學(xué)品(例如:硫酸銨或氨水等)。而薄膜蒸餾裝置依其低溫產(chǎn)水端的差異，可分為下列四種類型:
[0006](I)直接接觸式薄膜蒸館!(Direct contact membrane distillat1n,DCMD)
[0007]利用兩種不同的溶液直接接觸于薄膜兩側(cè)同向或逆向流動，藉由薄膜兩側(cè)的溫度差產(chǎn)生蒸氣壓差，驅(qū)動高溫液體的水分子于進水端蒸發(fā)，蒸氣通過薄膜并直接凝結(jié)在低溫溶液中，此種裝置簡單且操作方便，適合應(yīng)用于脫鹽及水溶液濃縮等以水溶液為主的薄膜分尚程序。
[0008](2)間隙式薄膜蒸館KAir gap membrane distillat1n,AGMD)
[0009]與直接接觸薄膜蒸餾的不同之處在于薄膜與冷凝板間加入空氣間隙，進流水溶液在流動中產(chǎn)生的蒸氣通過薄膜直接凝結(jié)于冷凝板上，同時冷卻水在冷凝板的另一側(cè)流動帶走凝結(jié)熱，凝結(jié)后的滲透液可單獨收集，故其應(yīng)用范圍較多包括制造純水、濃縮非揮發(fā)性溶質(zhì)等。
[0010](3)空氣掃掠式薄膜蒸館!(Sweeping gas membrane distillat1n,SGMD)
[0011]進水溶液在薄膜一側(cè)流動，在另一側(cè)注入流動的氣體(通常用空氣或水蒸氣等)，將蒸氣帶走，帶離的蒸氣再經(jīng)由分離器進行分離并通過外部冷凝，適合應(yīng)用于溶質(zhì)濃度低的溶液中。
[0012](4)真空式薄膜蒸館KVacuum membrane distillat1n,VMD)
[0013]與空氣掃掠薄膜蒸餾相似，將流動氣體取代為真空狀態(tài)，使水汽分子更易進行傳輸，具有產(chǎn)水量較高的優(yōu)點，過程中必須持續(xù)維持真空，較適用于有機揮發(fā)物或溶解氣體移除。
[0014]然而，應(yīng)用薄膜蒸餾前，需將廢水的pH值調(diào)升至10以上或更高，使氨氮轉(zhuǎn)換成分子態(tài)氨，而達(dá)到分離及回收效果，而殘留高PH值的廢液，需進一步處理，以避免二次污染。
[0015]此外，薄膜蒸餾技術(shù)中，因廢水直接與薄膜接觸，因此長時間操作下，易導(dǎo)致薄膜積垢(fouling)、結(jié)垢(scaling)、潤濕(wetting)或損害，而使系統(tǒng)效能降低與操作成本增加。
【實用新型內(nèi)容】
[0016]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點以及不足，本實用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備。
[0017]為達(dá)上述目的，本實用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其包括:
[0018]加熱單元，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；
[0019]薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，以接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，并排出該氣體，其中，該薄膜蒸餾單元包括進氣空間、吸收空間、及分隔該進氣空間和吸收空間的薄膜；以及[°02°]吸收單元，連通該薄膜蒸饋單元，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸饋單元無接觸。
[0021]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該薄膜形式為板式、中空纖維、管式或卷繞式。
[0022]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該薄膜是接觸角為70度以上的多孔疏水性材質(zhì)。
[0023]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該薄膜包括與進氣空間接觸的活性層及與吸收空間接觸的支撐層。
[0024]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該活性層為聚四氟乙烯層、聚偏四二氟乙烯層、聚丙烯層或聚乙烯層。
[0025]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該支撐層為聚丙烯層、聚乙烯層、聚對苯二甲酸乙二酯層或聚砜層。
[0026]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該加熱單元具有槽體，且該薄膜蒸餾單元設(shè)于該槽體中。
[0027]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該吸收單元包括抽氣裝置，以提供壓力值低于該進氣空間壓力值的壓力。
[0028]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該加熱單元包括pH值控制單元，以提供液堿至該加熱單元中，將該待處理的廢水的P H值控制在7至14。
[0029]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中還包括電透析單元，連通該加熱單元，以接收該加熱單元中的廢液，并電透析該廢液以回收該液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元中。
[0030]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中還包括卻水器，以攔下該加熱單元加熱該待處理的廢水后產(chǎn)生的水蒸汽。
[0031]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中還包括曝氣單元，設(shè)于該加熱單元的該待處理的廢水中。
[0032]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該曝氣單元為曝氣盤、曝氣管、曝氣球或氣體分配器。
[0033]本實用新型的用于廢水處理的回收設(shè)備，將廢水加熱產(chǎn)生的氣體與薄膜接觸，為一種非接觸薄膜的薄膜蒸餾裝置，取代進水端直接接觸薄膜的傳統(tǒng)薄膜蒸餾技術(shù)。由于廢水端以非接觸薄膜的操作方式，可提高薄膜蒸餾系統(tǒng)的薄膜壽命、提高處理效率及大幅降低操作成本。
[0034]本實用新型的廢水處理的回收設(shè)備亦可將含氮廢液或廢水的pH值以液堿調(diào)高至10或更高，使離子態(tài)氨氮轉(zhuǎn)換成分子態(tài)氨而產(chǎn)生氣體，該氣體再進入薄膜蒸餾單元，并排出該氣體，而含液堿的廢水則以電透析進行液堿的回收，而回收的液堿再送回加熱單元。本實用新型不僅可利用非接觸薄膜蒸餾技術(shù)有效分離氣體與廢水，而且可利用電透析技術(shù)解決薄膜蒸餾分離氨氮時產(chǎn)生大量且高當(dāng)量液堿的廢液，因此，大幅降低藥品添加成本且可以有效避免二次污染的問題發(fā)生，為一種綠色氨氮回收技術(shù)。
[0035]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細(xì)描述，但不作為對本實用新型的限定。
【附圖說明】
[0036]圖1顯示本實用新型一具體實施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0037]圖2顯示本實用新型另一具體實施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0038]圖3A顯示本實用新型又一具體實施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0039]圖3B顯示本實用新型薄膜蒸餾單元31的剖面放大圖；
[0040]圖4A顯示本實用新型又一具體實施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0041 ]圖4B顯示薄膜蒸餾單元41的剖面放大圖
[0042]圖5顯示薄膜蒸餾單元及直接接觸式薄膜蒸餾單元的效能比較；
[0043]圖6顯示薄膜蒸餾單元中以硫酸為吸收液時，不同廢水濃度的效能比較；
[0044]圖7顯示薄膜蒸餾單元中不同酸吸收液的效能比較;以及
[0045]圖8顯示以薄膜蒸餾單元吸收廢液中的水的效能。
[0046]符號說明
[0047]1、2、3、4用于廢水處理的回收設(shè)備
[0048]10、20、30、40 加熱單元
[0049]11、21、31、41薄膜蒸餾單元
[0050]111、211 薄膜
[0051 ]112、212、312、412 進氣空間
[0052]113、213、313、413 吸收空間
[0053]314、414 活性層
[0054]315、415 支撐層
[0055]22,42電透析單元
[0056]13、23、33、43 吸收單元
[0057]24、44 卻水器
[0058]25,45曝氣單元
[0059]Cll 至 C16、C21 至 C30、C151、C31 至 C35、C41 至 C48、C451 管路。
【具體實施方式】
[0060]以下通過特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，該領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的優(yōu)點及功效。本實用新型亦可藉由其它不同的實施方式加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不悖離本實用新型所揭示的精神下賦予不同的修飾與變更。
[0061]后文中，將理解盡管術(shù)語第一、第二、第三等可用于本文中以描述多個元件、組件、區(qū)域及/或區(qū)段，這些元件、組件、區(qū)域及/或區(qū)段不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個元件、組件、區(qū)域或區(qū)段與另一元件、組件、區(qū)域或區(qū)段。
[0062]在本文中，除非另行指明，廢水處理的回收設(shè)備的示意圖中，以箭頭符號代表流體的流動方向，此外為了簡化說明，省略繪示栗及閥。此外，在本文中，術(shù)語“連通”意指液體和氣體可在各單元或設(shè)備之間連通，例如通過管線連接的方式連通。術(shù)語“流體”可意指液體和氣體。
[0063]又本文中，術(shù)語“氨氮”指NH3-N,“氨水”指NH3.H2O，“氨氣”指NH3，“7K蒸汽”指出0。
[0064]第一實施方式
[0065]如圖1所示，本實用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備I，具體而言，用以自廢水中回收氣體，例如氨氣或水蒸氣，因此，并未特別限定該廢水的種類或所含成分。舉例說明，該廢水可含有有機物，如氨氮、離子化合物、非離子化合物等。于一實施例中，用于廢水處理的回收設(shè)備I用以回收氣體，例如氨氣。于另一實施例中，用于廢水處理的回收設(shè)備I用以回收水。
[0066]如圖1所示，該用于廢水處理的回收設(shè)備I包括:加熱單元10，其具有如圖示的槽體，以容納待處理廢水，并加熱該待處理廢水使其產(chǎn)生氣體;薄膜蒸餾單元11，連通該加熱單元10，并接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，以排出該氣體；以及吸收單元13，連通該薄膜蒸餾單元11，以吸收該排出的氣體，其中，該加熱單元10中待處理廢水與該薄膜蒸饋單元11無接觸。再根據(jù)圖1說明的本實用新型的用于廢水處理的回收設(shè)備I，通過管路Cll將待處理的廢水饋入加熱單元10，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體。接著，通過管路C12將該氣體饋入該薄膜蒸餾單元11，該薄膜蒸餾單元11包括進氣空間112、吸收空間113、及分隔該進氣空間112和吸收空間113的薄膜111。
[0067]通常，該薄膜111為疏水性材質(zhì)，其接觸角為70度以上。于一實施例中，該疏水性材質(zhì)為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
[0068]該氣體通過管路Cl2饋入薄膜111 一側(cè)的進氣空間112，另一側(cè)的吸收空間113連通吸收單元13。由于薄膜蒸餾單元11內(nèi)所使用的薄膜111使用疏水膜材料，液態(tài)水不能進入疏水膜孔，因此使得氣體與廢水有效分離。
[0069]接著，在回收氣體的一實施例中，該吸收單元13包括吸收液，通過管路C13、C14連通該薄膜蒸餾單元11。因此，通過管路C13將吸收單元13的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間113用以吸收如氨氣，再通過管路C14饋出含氨氮吸收液至吸收單元13，而外部管路C15則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元13?；蛘?，在回收水的一實施例中，該加熱單元10加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生水蒸氣，該水蒸氣穿透該薄膜111至吸收空間113，而吸收單元13包括抽氣裝置，以提供壓力值低于該進氣空間112的壓力值的壓力，通過管路C13及C14將吸收空間113中的水蒸氣或冷凝的水抽入吸收單元13中，并以水的形式儲存。吸收單元13中的含氨氮吸收液或水可再通過管路C16排出。
[0070]因此，根據(jù)本實用新型的一實施例，該吸收單元，包括吸收液或抽氣裝置。根據(jù)本實用新型的一實施例，用于薄膜蒸餾單元中的吸收液可為酸性溶液或水，酸性溶液的實例可為，但不限于，硫酸、鹽酸、磷酸或硝酸，最優(yōu)選酸性溶液為硫酸，再者，根據(jù)吸收液的不同所獲得的含氨氮吸收液也不同，當(dāng)吸收液為硫酸時，則含氨氮吸收液為硫酸銨，當(dāng)吸收液為水時，則含氨氮吸收液為氨水。
[0071]另一方面，根據(jù)本實用新型的一實施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜形式為板式、中空纖維、管式或卷繞式。根據(jù)本實用新型的一實施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜是接觸角為70度以上的疏水性材質(zhì)。根據(jù)本實用新型的一實施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜材質(zhì)為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
[0072]根據(jù)本實用新型的一實施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜為具有復(fù)數(shù)孔洞的薄膜，且該復(fù)數(shù)孔洞的孔徑介于0.05至Ιμπι范圍。又，該薄膜的孔隙率為2%以上。
[0073]根據(jù)本實用新型的一實施例，該薄膜是接觸角為70度以上的多孔疏水性材質(zhì)。
[0074]根據(jù)本實用新型的一實施例，該加熱單元加熱該待處理的廢水所產(chǎn)生的氣體包括水蒸氣和/或氨氣。
[0075]在廢水的加熱處理上，該加熱單元的溫度大于或等于該吸收單元的溫度。優(yōu)選該加熱單元的溫度為20 °C至100 °C。以欲回收的氣體為氨氣為例，當(dāng)加熱后產(chǎn)生的氣體為氨氣時，該加熱單元的溫度可至少為高于該廢水的溫度，例如20°C或以上。
[0076]此外，當(dāng)加熱后產(chǎn)生的氣體為氨氣時，該待處理的廢水的pH值為7至14。
[0077]第二實施方式
[0078]如圖2所示，本實用新型還提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備2，其包括:加熱單元20，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；電透析單元22，連通該加熱單元20，以接收該加熱單元20的廢液，并電透析該廢液以回收液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至加熱單元20中；卻水器24，連通該加熱單元20，以接收自加熱單元20饋入的水蒸汽和其他氣體，例如氨氣，以攔下水蒸汽而只讓氣體通過;薄膜蒸餾單元21，連通該卻水器24，并接收該氣體，以排出該氣體;吸收單元23，連通該薄膜蒸餾單元21，以吸收該分離的氣體；以及曝氣單元25，置于加熱單元20的待處理廢水底部，用來將加熱單元20中加熱后產(chǎn)生的氣體通過管路C251饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積，其中，該加熱單元20中待處理的廢水與該薄膜蒸饋單元21無接觸。
[0079]根據(jù)本實用新型的一實施例，該電透析單元具有選自離子交換膜或雙極膜的膜材。
[0080]如圖2所示，通過管路C21將待處理的廢水饋入加熱單元20，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體。置于加熱單元20的待處理廢水底部的曝氣單元25，用來將加熱單元20中加熱后產(chǎn)生的氣體通過管路C251饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積。于一實施例中，該曝氣單元25為曝氣盤、曝氣管、曝氣球或氣體分配器。[0081 ]以回收氨氣為例，加熱單元20包括pH值控制單元，通過管路C22將液堿饋入加熱單元20，將待處理廢水的pH值控制在7至14，使其產(chǎn)生氨氣?？赏ㄟ^管路C23將加熱單元20的廢液饋入電透析單元22，并電透析該廢液以回收液堿，以通過管路C24饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元20中。通過管路C25將加熱單元20的水蒸汽和氨氣饋入?yún)s水器24，以攔下水蒸汽而只讓氨氣通過，再通過管路C26將氨氣饋入薄膜蒸餾單元21的薄膜211—側(cè)的進氣空間212。由于薄膜蒸餾單元21內(nèi)所使用的薄膜211使用疏水膜材料，水不能進入疏水膜孔，因此使得氨氣與廢水有效分離。接著，通過管路C27將吸收單元23的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間213用以吸收氨氣，再通過管路C28饋出含氨氮吸收液至吸收單元23，而外部管路C29則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元23。吸收單元23中的含氨氮吸收液可再通過管路C30排出。
[0082]根據(jù)本實用新型的一實施例，當(dāng)加熱后產(chǎn)生的氣體為氨氣時，該待處理的廢水的pH值為7至14。
[0083]第三實施方式
[0084]如圖3A所示，本實用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備3，其包括:加熱單元30，如圖所示地具有槽體，以容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體;薄膜蒸餾單元31，置于該加熱單元30的槽體中，并接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，以分離該氣體和廢液，圖3B顯示薄膜蒸餾單元31的剖面放大圖，該薄膜蒸餾單元31包括與進氣空間312接觸的活性層314及與吸收空間313接觸的支撐層315;以及吸收單元33，連通該薄膜蒸餾單元31，以吸收該分離的氣體，其中，該加熱單元30中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元31無接觸。
[0085]如圖3所示，以回收氨氣為例，通過管路C31將待處理的廢水饋入加熱單元30，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體，該氣體位于進氣空間312中，并附著于薄膜蒸餾單元31的活性層314上。因活性層314使用疏水膜材料，水不能進入疏水膜孔，因此使得氣體與廢水有效分離。接著，通過管路C32將吸收單元33的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間313用以吸收氨氣，再通過管路C33饋出含氨氮吸收液至吸收單元33，而外部管路C34則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元33?；蛘?，當(dāng)用于吸收水蒸氣時，吸收單元33為抽氣裝置，通過管路C32及C33將吸收空間313中的水蒸氣抽入吸收單元33中，并以水的形式儲存。吸收單元33中的含氨氮吸收液或水可再通過管路C35排出。
[0086]根據(jù)本實用新型的一實施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜包括與進氣空間接觸的活性層及與吸收空間接觸的支撐層，其中，該活性層為聚四氟乙烯(PTFE)層、聚偏二氟乙烯(PVDF)層、聚丙烯(PP)層或聚乙烯(PE)層;該支撐層為聚丙烯(PP)層、聚乙烯(PE)層、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)層及聚砜(PS)層。
[0087]第四實施方式
[0088]如圖4A所示，本實用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備4，其包括:加熱單元40，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；電透析單元42，連通該加熱單元40，以接收該加熱單元40的廢液，并電透析該廢液以回收液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至加熱單元40中；卻水器44，置于該加熱單元40的槽體中，并未于待處理的廢水的液面與薄膜蒸餾單元41的間，該卻水器44與待處理的廢水的液面無接觸，以接收自加熱單元40饋入的水蒸汽和氨氣，以攔下水蒸汽而只讓氨氣通過;薄膜蒸餾單元41，置于該加熱單元40中，并接收通過卻水器44的氨氣，以分離該氨氣和廢液。圖4B顯示薄膜蒸餾單元41的剖面放大圖，該薄膜蒸餾單元41包括與進氣空間412接觸的活性層414及與吸收空間413接觸的支撐層415;吸收單元43，連通該薄膜蒸餾單元41，以吸收該分離的氨氣，其中，該加熱單元40中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元41無接觸；以及曝氣單元45，置于加熱單元40的待處理廢水底部，用來將加熱單元40中加熱后產(chǎn)生的氣體饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積。
[0089]如圖4所示，通過管路C41將待處理的廢水饋入加熱單元40，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體。置于加熱單元40的待處理廢水底部的曝氣單元45，用來將加熱單元40中加熱后產(chǎn)生的氣體通過管路C451饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積?；蛘?，通過管路C42將液堿饋入加熱單元80，將待處理的廢水的pH值控制在7至14，使其產(chǎn)生氨氣?？赏ㄟ^管路C43將加熱單元40的廢液饋入電透析單元42，并電透析該廢液以回收液堿，以通過管路C44饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元40中。接著，加熱單元40中該廢水的水蒸汽和氨氣通過卻水器44，以攔下水蒸汽而只讓氨氣通過，進入薄膜蒸餾單元41的一側(cè)的進氣空間412中與活性層414接觸。由于薄膜蒸餾單元41內(nèi)所使用的活性層414使用疏水膜材料，水不能進入疏水膜孔，因此使得氨氣與廢水有效分離。接著，通過管路C45將吸收單元43的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間413用以吸收氨氣，再通過管路C46饋出含氨氮吸收液至吸收單元43，而外部管路C47則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元43。吸收單元43中的含氨氮吸收液可再通過管路C48排出。
[0090]本實用新型將以下述實施例來作進一步說明，但應(yīng)了解到該等實施例僅用于例示說明，而不應(yīng)被解釋為限制本實用新型的實施。
[0091 ]實施例
[0092]實施例1薄膜蒸饋單元及直接接觸式薄膜蒸饋單元進行氨氮回收的比較
[0093]本實施例為比較薄膜蒸餾單元及直接接觸式薄膜蒸餾單元進行廢水處理并回收氨氮。使用直接接觸式薄膜蒸饋單元的回收設(shè)備主要包括pH值控制單元，以容納待處理的氨氮廢水，并調(diào)整該待處理的廢水的PH值、直接接觸式薄膜蒸餾單元，連通該pH值控制單元，并接收該經(jīng)調(diào)整PH值的待處理的廢水，以分離氨氮和廢液、以及氨氮吸收槽，連通該直接接觸式薄膜蒸餾單元且具有吸收液，以供吸收分離自該直接接觸式薄膜蒸餾單元的氨氮，而后形成含氨氮吸收液。而使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備主要包括加熱單元，以容納待處理的廢水，并加熱該待處理的廢水使其產(chǎn)生氨氣、薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，并接收該加熱后產(chǎn)生的氨氣，以排出該氨氣，以及吸收單元，連通該薄膜蒸餾單元，以吸收該排出的氨氣，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元無接觸。兩種回收設(shè)備的差別在于，直接接觸式薄膜蒸餾單元的薄膜與廢水直接接觸，而薄膜蒸餾單元與廢水無接觸。兩種回收設(shè)備的薄膜蒸饋單元皆為聚四氟乙稀(polytetraf luoroethene ,PTFE)薄膜。廢水進料端的氨氮濃度為10,000毫克/升(mg/L)，廢水溫度為30°C，并加堿調(diào)整廢水的pH值為
11.7。以6至9°C的水作為吸收液獲得氨水溶液，在操作溫度為常溫(27°C)的情況下，啟動循環(huán)栗調(diào)整流量為6升/分鐘(L/min)左右，于時間間隔I小時采樣并分析。
[0094]其結(jié)果如圖5所示，兩種氨水溶液的氨氮濃度隨操作時間增加而增加，于第4小時后，經(jīng)由使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備可得到氨氮濃度較高的氨水溶液。
[0095]實施例2使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備，以硫酸為吸收液時，不同廢水濃度的比較
[0096]本實施例以同實施例1所述的使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備進行廢水處理并回收氨氮。于薄膜蒸餾單元中，該薄膜蒸餾單元為聚四氟乙烯薄膜。廢水進料端的氨氮濃度為500、5，000、10，000及15，000毫克/升(11^/1)，廢水溫度為25°(:，并加堿調(diào)整廢水的？!1值為
12。以0.3N的硫酸作為吸收液獲得硫酸銨溶液，在操作溫度為常溫(27°C)的情況下，啟動循環(huán)栗調(diào)整流量為6升/分鐘(L/min)左右，于時間間隔I小時采樣并分析。
[0097]其結(jié)果如圖6所示，廢水的濃度越高，得到的硫酸銨溶液中的氨氮濃度就越高。
[0098]實施例3使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備，不同酸吸收液的比較
[0099]本實施例以同實施例1所述的使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備進行廢水處理并回收氨氮。于薄膜蒸餾單元中，該薄膜蒸餾單元為聚四氟乙烯薄膜。廢水進料端的氨氮濃度為500毫克/升(mg/L)，廢水溫度為50°C，并加堿調(diào)整廢水的pH值為12。以0.3N的鹽酸、硝酸、硫酸及磷酸作為吸收液獲得含氨氮吸收液，在操作溫度為常溫(27°C)的情況下，啟動循環(huán)栗調(diào)整流量為6升/分鐘(L/min)左右，于時間間隔I小時采樣并分析。
[0100]其結(jié)果如圖7所示，不同酸吸收液所得的含氨氮吸收液皆可得到高濃度的氨氮。
[0101]實施例4使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備吸收廢液中的水
[0102]本實施例以同實施例1所述的使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備進行廢水處理并回收水。于薄膜蒸餾單元中，該薄膜蒸餾單元為聚四氟乙烯薄膜。廢水進料端的含銅廢液的導(dǎo)電度為320微西門子/厘米(ys/cm)，廢液溫度為90°C。以真空度300mmHg的抽氣設(shè)備作為吸收單元，于固定時間間隔量測水流至吸收單元的通量(Kg/h.m)。
[0103]其結(jié)果如圖8所示，水流至吸收單元的通量至少9(Kg/h.m)以上。
[0104]當(dāng)然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，包括: 加熱單元，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體； 薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，以接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，并排出該氣體，其中，該薄膜蒸餾單元包括進氣空間、吸收空間、及分隔該進氣空間和吸收空間的薄膜；以及 吸收單元，連通該薄膜蒸饋單元，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸饋單元無接觸。2.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該薄膜形式為板式、中空纖維、管式或卷繞式。3.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該薄膜是接觸角為70度以上的多孔疏水性材質(zhì)。4.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該薄膜包括與進氣空間接觸的活性層及與吸收空間接觸的支撐層。5.如權(quán)利要求4所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該活性層為聚四氟乙烯層、聚偏四二氟乙烯層、聚丙烯層或聚乙烯層。6.如權(quán)利要求4所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該支撐層為聚丙烯層、聚乙烯層、聚對苯二甲酸乙二酯層或聚砜層。7.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該加熱單元具有槽體，且該薄膜蒸餾單元設(shè)于該槽體中。8.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該吸收單元包括抽氣裝置，以提供壓力值低于該進氣空間壓力值的壓力。9.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該加熱單元包括pH值控制單元，以提供液堿至該加熱單元中。10.如權(quán)利要求9所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，還包括電透析單元，連通該加熱單元，以接收該加熱單元中的廢液，并電透析該廢液以回收該液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元中。11.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，還包括卻水器，以攔下該加熱單元加熱該待處理的廢水后產(chǎn)生的水蒸汽。12.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，還包括曝氣單元，設(shè)于該加熱單元的該待處理的廢水中。13.如權(quán)利要求12所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該曝氣單元為曝氣盤、曝氣管、曝氣球或氣體分配器。
【文檔編號】C02F1/44GK205527824SQ201520758199
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年9月28日
【發(fā)明人】黃盟舜, 梁德明, 洪仁陽, 黃國豪, 廖啟鐘, 徐淑芳, 張子龍, 何佳樺
【申請人】財團法人工業(yè)技術(shù)研究院