废弃物处理系统的制作方法

废弃物处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种废弃物处理系统，其包含有一酸碱调整装置、一气源、一交换装置以及一固液分离装置。一废弃物于酸碱调整装置内与一碱性物质混合成一碱性混合液。酸碱调整装置输出碱性混合液至交换装置内，与一气源提供的气态吸收剂进行气提法交换。一指定成份由碱性混合液交换至气态吸收剂。指定成份被吸收的碱性混合液形成一交换后混合液，并输入至固液分离装置内进行交换后混合液内的固体废弃物沉淀排除，并排放除去固体废弃物的处理后液态废弃物进入环境。通过本实用新型的废弃物处理系统可降低废弃物处理成本并减低对环境的冲击。
【专利说明】废弃物处理系统

【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种废弃物处理系统，而且特别地，本实用新型是关于一种利 用碱性废弃物与固液分离装置处理废弃物的废弃物处理系统。

【背景技术】 [0002]
[0003]中国台湾的广业结构高度倚赖高科技业的发展，例如面板业、半导体制造业、 TFT-LCD制造业以及LH)制造业等等，也因此先后成立多个科学、科技园区。但是在前述制 造业的制程中多需要使用高毒性、高酸性物质，导致使用后的废弃物在排放前必须先经过 处理fe序，以降低废弃物对环境的冲击后才能进行排放。其中一种废弃物内含相当浓度的 有毒物质氨氮（nh 3-n)。因此衍生出许多能降低对环境冲击的废弃物处理方法，利用气提法 进行废弃物中氨氮（NH3-N)浓度的降低即为其中一种处理方法。
[0004]目前应用气提法的已知技术已有利用固定床（Fixed Bed，如填充塔以及板塔等） 以进行废弃物中氨氮（NH3-N)浓度的降低。为了提升气提效率以及缩小设备体积，也有已 知技术使用超重力旋转床（Rotating Packed Bed)以降低废弃物中氨氮（NH3-N)浓度。然 而，无论使用固定床或超重力旋转床，皆须添加碱剂以提升废弃物的 pH值至碱性。已知技 术中多以氢氧化钠（NaOH)作为碱剂，虽也有提及可使用较低成本的固体碱（如石灰）做 为碱剂，但石灰（CaO)为固体，且气提过程中会与空气中的二氧化碳（c〇 2)反应形成碳酸钙 (CaC03)，于填料区中沉淀并堆积，造成气提效率的降低。
[0005] 实用新型内容
[0006]因此，因应前述问题，本实用新型提供了一种废弃物处理系统，针对高科技制造业 所排放的废弃物施以净化处理，让经过处理后的废弃物排放于环境时，能够减低对环境的 不良冲击并降低废弃物处理成本。废弃物处理系统包含有：
[0007] 一酸碱调整装置，用于输入并混合该废弃物及一碱性物质以提供一碱性混合 液；
[0008] 一气源，用于提供一气态吸收剂；以及
[0009] 一交换装置，分别与该酸碱调整装置及该气源连接，该交换装置用于自该酸碱调 整装置及该气源分别输入该碱性混合液以及该气态吸收剂，以让该气态吸收剂自该碱性混 合液吸收一指定成份后产生有一交换后气体以及交换后混合液，该交换后混合液中的该指 定成份浓度较交换前该碱性混合液中的该指定成份浓度低。
[0010] 其中，所述废弃物处理系统进一步包含一固液分离装置，该固液分离装置与该交 换装置连接，用于自该交换装置输入该交换后混合液并将该交换后混合液中的固体废弃物 分离以输出一处理后液态废弃物。
[0011] 其中，固液分离装置为一沉淀槽。其中，所述废弃物处理系统进一步包含有一冷凝 装置，用于将该交换后气体进行冷却并将该交换后气体中的指定成份冷凝至液态。
[0012] 一废弃物，输入至酸碱调整装置内与一碱性物质混合，并利用碱性物质来调整废 弃物的pH值至碱性，以形成一碱性混合液。交换装置连接于酸碱调整装置以及气源之间， 酸碱调整装置输出碱性混合液至交换装置内，气源则提供一气态吸收剂并输入至交换装置 内。碱性混合液与气态吸收剂于交换装置中进行气提法以交换一指定成份，指定成份由碱 性混合液被交换至气态吸收剂中，气态吸收剂吸收指定成份后形成一交换后气体排出交换 装置，而被吸收指定成份的碱性混合液则形成一交换后混合液排出交换装置。交换后混合 液输入固液分离装置内，在固液分离装置内将交换后混合液中的固体沉淀后，形成一处理 后液态废弃物并排放至环境中。而交换后气体则输入至冷凝装置内将指定成份由气态冷凝 至液态，再将液态的指定成份输入收集装置收集。
[0013] 其中，该指定成份可以为氨（nh3)、亚硝酸盐氮（no2--n)、硝酸盐氮（no 3--n)、氨 氮（nh3-n)、有机氮或总氮（有机氮与无机氮的结合）。其中，废弃物为包含指定成份浓度 3〇ppm以上的液态废弃物。其中，碱性物质包含有机碱或无机碱，有机碱包含碳化合物的质 子受体（proton acc印tor)，无机碱包含不含碳的质子受体。其中，在酸碱调整装置与交换 装置之间可以有一泵，用于将碱性混合液加压输入至交换装置内。其中，气源所提供的气态 吸收剂包含空气、二氧化碳、氮气、氩气、氦气或水蒸气等气体。而被气态吸收剂所吸收的 指定物质包含有氨（NH 3)。其中，碱性混合液为pH值7以上的混合液，该碱性混合液包含液 态、混有未能溶解于该废弃物的该碱性物质或该碱性物质与该废弃物化合所形成的固态物 质。其中，该交换后混合液为该指定成份浓度介于1至30ppm的液态废弃物。
[0014]其中，该交换装置为一超重力旋转床，该超重力旋转床为折流式、逆流式或错流 式，该超重力旋转床的转速介于0至3, OOOrpm。其中，该超重力旋转床内填入至少一种填充 物质，该填充物质用于增加气液接触面积，该填充物质包含几何形状相同或不同的钢丝续、 圆球、拉西环或矩鞍。其中，每一该填充物质的直径或形状上的近似直径介于〇至 1〇111111之 间。其中，该填充物质的材质包含陶瓷、高分子聚合物、金属或玻璃。
[0015]简而言之，本实用新型所提供的一种废弃物处理系统，整合了酸碱调整装置，可先 对废弃物投入碱性物质以提升废弃物的pH值，以及固液分离装置，可对经处理后的废弃物 进行固体废弃物去除的废弃物处理系统。相较于先前技术，本实用新型具有利用碱性废弃 物可节省废弃物处理成本、利用固液分离装置可避免排放至环境中的处理后废水内含有固 体废弃物而破坏环境的优点。
[0016]关于本实用新型的优点与精神可以由以下的实用新型详述及附图得到进一步的 了解。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1显示了本实用新型的一具体实施例的系统架构的示意图。
[0018] 其中，附图标记说明如下：
[0019] 1 :废弃物处理系统 10 :酸碱调整装置
[0020] 11 :冷凝装置 12 :交换装置
[0021] 120:气体输入口 121 :旋转床填料区
[0022] 122:气体输出口 124:液体输入口
[0023] 126:液体输出口 128:马达
[0024] 13 :收集装置 14 :气源
[0025] 16 :泵 18 :固液分离装置
[0026] S1 :废弃物 S2 :碱性物质
[0027] S3 :碱性混合液 S4 :气态吸收剂
[0028] S5 :交换后气体 S6 :交换后混合液
[0029] S7 :冷凝后液体 S8 :处理后液态废弃物

【具体实施方式】
[0030]本说明书仅对本实用新型的必要元件作出陈述，且仅用于说明本实用新型其中的 可能实施例，然而说明书的记载应不局限本实用新型所主张的技术本质的权利范围。除非 说明书明确地排除其可能，否则本实用新型并不局限于特定方法、流程、功能或手段。
[0031]亦应了解的是，目前所述仅为本实用新型可能的实施例，在本实用新型的实施或 测试中，可使用与本说明书所述装置或系统相类似或等效的任何方法、流程、功能或手段。 除非有另外定义，否则本说明书所用的所有技术及科学术语，皆具有与熟知本实用新型的 所属【技术领域】者通常所了解的意义相同的意义。本说明书目前所述仅为实例方法、流程及 其相关资料。然而在本实用新型实际使用时，其可使用与本说明书所述方法及材料相类似 或等效的任何方法及手段。
[0032] 再者，本说明书中所提及的数目以上或以下，为包含数目本身。且应了解的是，本 说明书揭示执行所掲示功能的某些方法、流程，存在多种可执行相同功能的与所揭示结构 有关的结构，且上述结构通常可达成相同结果。
[0033] 以下将详述本实用新型的较佳具体实施例，以充分说明本实用新型的特征、精神 及优点。
[0034]请参阅图1，图1为根据本实用新型的一实施例的系统架构示意图。由图1可见， 本实用新型的废弃物处理系统1包含一酸碱调整装置10、一交换装置12、一气源14、一杲 16、一固液分离装置18、一冷凝装置11以及一收集装置 13。
[0035]于本实施例中，自高科技制造业工厂将欲处理的一废弃物S1与一碱性物质S2先 在酸碱调整装置10内混合成一碱性混合液S3。前述所指的废弃物S1为一指定成份浓度 30ppm以上的液态废弃物，例如自工厂排放的氨氮（NH 3-N)废水，此时所指的指定成份包含 氨（nh3)，但指定成份不以前述物质为限，该指定成份也包含亚硝酸盐氮（ N〇2--N)、硝酸盐 氮（Ν0Γ-Ν)、氨氮（NH3-N)、有机氮或总氮（有机氮与无机氮的结合）；而碱性物质 S2则指 有机碱以及无机碱，其中有机碱包含碳化合物的质子受体（proton acceptor);无机碱包含 不含碳的质子受体。此外，碱性物质S2于废弃物S1中无溶解度的限制，亦即可溶于废弃物 S1或不溶于废弃物S1皆属碱性物质S2的所属范畴；酸碱调整装置1〇可以是一水槽、一搅 拌槽等，但不以前述装置为限；而碱性混合液S 3为pH值为7以上的混合液，其中碱性混合 液S3包含液态、混有未溶解于废弃物S1的碱性物质S2或碱性物质S2与废弃物S1化合所 形成的固态物质。
[0036]此调整PH值的目的在于，以本实施例为例，毒性物质氨氮（NH3-N)会以铵离子 (NH4+)以及氨（NH3)两种形式溶于废弃物S1中，由于铵离子（nh4 +)不易溶于气体中，为了增 加气提法中气态吸收剂S4吸收氨氮（NH3-N)的效率，故在废弃物S1里（例如氨氮（NH 3-N) 废水）中投入碱性物质S2 (例如炉渣以及废炉石），以提升废弃物S1的pH值形成碱性混合 液S3,使铵离子（NH 4+)转化成氨（NH3)的形式溶于碱性混合液S3中，以便于气态吸收剂S4 吸收，并提升后续应用气提法时的效率。
[0037] 接着，一栗16连接于酸碱调整装置10与交换装置12之间，用于将碱性混合液S3 自酸碱调整装置10输入至交换装置12内，其中将碱性混合液S3自酸碱调整装置10输入 至交换装置12内的方式，不以本段落的叙述为限，亦可利用重力将碱性混合液S3输入至交 换装置12内，此时泵16不为必要元件。
[0038] 另外，除调整装置10外，交换装置12还与气源14连接，以自气源14输入一气态 吸收剂S4至交换装置I2内，气态吸收剂S4用于对碱性混合液S3进行气提法作用。其中 气源14可以是一气瓶，或气体储存槽等设备；而气态吸收剂S4包含空气、二氧化碳、氮气、 氩气、氦气或水蒸气等气体；而本实用新型中气源14的设备类型、气态吸收剂S4的气体种 类并不以本段落的叙述为限。
[0039]在交换装置I2内，气态吸收剂S4与碱性混合液S3应用气提法进行交换指定成 份，其中溶于碱性混合液S3内的指定成份被气态吸收剂S4吸收，吸收指定成份后的气态吸 收剂S4形成一交换后气体S 5,亦即交换后气体S5为气态吸收剂S4与指定成份的混合物； 而指定成份被吸收后的碱性混合液S3形成一交换后混合液S6,而后交换装置12分别输出 交换后气体S5与交换后混合液S6。
[0040]其中，于本实施例中，交换装置12为一超重力旋转床（Rotating PackedBed),包 含一气体输入口 120、一气体输出口 122、一液体输入口 124、一液体输出口 126、一马达128 以及一旋转床填料区121。气态吸收剂S4从气体输入口 120被输入至超重力旋转床（交换 装置12)内，碱性混合液S3从液体输入口 1?被输入至超重力旋转床（交换装置12)内。 气态吸收剂S4与碱性混合液S3于旋转床填料区121中交会之后，气态吸收剂S4与碱性混 合液S 3进行气提法混合并交换指定成份，而指定成份则由碱性混合液S3被交换至气态吸 收剂S4中。气态吸收剂S4吸收了指定成份之后形成一交换后气体 S5,并从气体输出口 122 被排出交换装置12,而碱性混合液S3被吸收指定成份之后形成一交换后混合液S6,并从液 体输出口 1况被排出交换装置I2。其中，交换后气体S5所含有的指定成份包含有氨（NH3); 而交换后混合液S6为浓度介于1至 3〇ppm的液态废弃物。
[0041]其中，本实用新型中的交换装置12包含错流式超重力旋转床、逆流式超重力旋转 床、折流式超重力旋转床或是可实现本实用新型内容的任何设备。旋转床填料区121内充 满至少一种填充物质，其为可增加气态吸收剂S4与碱性混合液S3之间气液接触面积的填 充物质，填充物质无一定形状与特殊材质限制，可为由陶瓷、高分子聚合物、金属、玻璃等所 制成的钢丝绒、圆球、拉西环（Raschig ring)或矩鞍（Intalox saddle)等几何形状相同或 不同的物品，当然旋转床填料区121内亦可不填入填充物质，但于此状态下，气态吸收剂s4 的气提效率较低。而每一填充物质的直径或是形状上的近似直径约为〇至1〇mm。
[0042]于本实施例中，交换装置I2的旋转床填料区121由马达带动进行高速旋转，于旋 转床填料区m内部产生离心力，使得旋转床填料区121内部的气态吸收剂S4与碱性混合 液S3受到呙心力作用，气态吸收剂S4与碱性混合液S 3的流速以及接触面积同时被提升， 也因为气态吸收剂S4与碱性混合液S3的流速以及液气介面接触面积的提升，气态吸收剂 S4与碱性混合液S3方能更有效的进行交换作用，并提升了液气介面间交换指定成份的交 换速率，促进气态吸收剂S4的吸收效率。
[0043]表1为本实用新型中交换装置12,亦即超重力旋转床的规格与操作参数，表可通 用于错流式、逆流式以及折流式超重力旋转床。
[0044] 表 1
[0045]

【权利要求】
1. 一种废弃物处理系统，用以处理一液态的废弃物，该废弃物处理系统包含有： 一酸碱调整装置，用于输入并混合该废弃物及一碱性物质以提供一碱性混合液； 一气源，用于提供一气态吸收剂；以及 一交换装置，分别与该酸碱调整装置及该气源连接，该交换装置用于自该酸碱调整装 置及该气源分别输入该碱性混合液以及该气态吸收剂，以让该气态吸收剂自该碱性混合液 吸收一指定成份后广生有一受换后气体以及受换后混合液，该受换后混合液中的该指定成 份浓度较交换前该碱性混合液中的该指定成份浓度低。
2. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，进一步包含一固液分离装置，该固液分 离装置与该交换装置连接，用于自该交换装置输入该交换后混合液并将该交换后混合液中 的固体废弃物分离以输出一处理后液态废弃物。
3. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中固液分离装置为一沉淀槽。
4. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，进一步包含一泵，该泵连接于该酸碱调 整装置与该交换装置之间，用于将该碱性混合液加压输入至该交换装置之中。
5. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该指定成份为氨、亚硝酸盐氮、硝酸 盐氮、氨氮、有机氮或总氮。
6. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该气态吸收剂为空气、二氧化碳、氮 气、氩气、氦气或水蒸气。
7. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，进一步包含有一冷凝装置，用于将该交 换后气体进行冷却并将该交换后气体中的指定成份冷凝至液态。
8. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该废弃物的该指定成份为浓度 30ppm以上。
9. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该碱性混合液为pH值7以上的混合 液，该碱性混合液包含液态、混有未能溶解于该废弃物的该碱性物质或该碱性物质与该废 弃物化合所形成的固态物质。
10. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该交换后混合液为该指定成份浓 度介于1至30ppm的液态废弃物。
11. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该碱性物质为有机碱或无机碱，该 有机碱为碳化合物的质子受体，该无机碱为不含碳的质子受体。
12. 如权利要求第1项所述的废弃物处理系统，其中该交换装置为一超重力旋转床，该 超重力旋转床为折流式、逆流式或错流式，该超重力旋转床的转速介于〇至3, OOOrpm。
13. 如权利要求第12项所述的废弃物处理系统，其中该超重力旋转床内填入至少一种 填充物质，该填充物质用于增加气液接触面积，该填充物质为几何形状相同或不同的钢丝 绒、圆球、拉西环或矩鞍。
14. 如权利要求第13项所述的废弃物处理系统，其中每一该填充物质的直径或形状上 的近似直径介于〇至1〇_之间。
15. 如权利要求第13项所述的废弃物处理系统，其中该填充物质的材质包含陶瓷、高 分子聚合物、金属或玻璃。
【文档编号】C02F9/04GK204039169SQ201420237662
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】李游杰, 游承修, 康嘉麟, 林新惟, 吴采薇 申请人:李游杰