专利名称：氧化处理设备及其处理方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化处理设备及其处理方法，且特别涉及一种具有氧化剂吸收及反应槽之氧化处理设备及其处理方法。
背景技术：
工业发展带给人们莫大的便利，但同时也带来了河川污染、土壤污染、空气污染等问题，因此如何在减少工业发展对环境的冲击，成为污染防治技术的一项重要的课题。
举例来说，在半导体工艺中会产生一些含有有机物的废液。为了避免这些废液污染环境，所以在排放之前，会对这些废液进行处理。公知的处理此含有有机物之废液的方式是于废液中先加入氧化剂，之后使此加入有氧化剂之废液流经触媒、紫外光等处理单元，以通过氧化来去除水中的有机物等污染物。然而，由于废液中有机物去除率与氧化剂吸收率成正比，而上述之处理方式其氧化剂吸收率并不高，因此若要达到较佳的处理效果，需耗费较高的成本。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的就是提供一种可以处理挥发性有机废气、废水、土壤整治及各使用系统结垢与防腐蚀，且可杀菌之氧化处理设备。
本发明的再一目的是提供一种氧化处理之方法，通过整合触媒、紫外光及氧化剂等氧化技术，来解决处理臭味、杀菌处理、空气污染处理、水污染处理及土壤整治等问题，并且提高水回收再利用之效率。
本发明提出一种氧化处理设备，此氧化处理设备由混合器、氧化剂供应单元、氧化剂吸收及反应槽、触媒氧化反应槽与紫外光氧化反应槽所构成。其中，氧化剂供应单元与混合器连接，氧化剂吸收及反应槽与混合器连接，触媒氧化反应槽与氧化剂吸收及反应槽连接，紫外光氧化反应槽与触媒氧化反应槽连接。
本发明提出一种氧化处理之方法，适用于上述之氧化处理设备，此氧化处理之方法是先于混合器中将废液与氧化剂供应单元所供应之氧化剂混合，以得到第一溶液。接着，将第一溶液注入氧化剂吸收及反应槽中，使第一溶液中的氧化剂于此槽体中吸收，并破坏废液中的污染物，以得到第二溶液。之后，将第二溶液注入触媒氧化反应槽中，以通过此触媒氧化反应槽中的触媒，氧化此第二溶液，而得到第三溶液。然后，将此第三溶液注入紫外光氧化反应槽中，以通过紫外光氧化此第三溶液。
由于本发明可通过整合触媒、紫外光及不同氧化剂等氧化技术，通过氧化剂吸收及反应槽设计，使氧化剂能完全吸收，并且通过操作条件的控制来处理废液，因此可提高氧化剂利用率及处理效率。此外，利用本发明之方法亦不会有氧化剂二次污染之问题，或者因氧化剂与污染物反应速率较慢而衍生的种种问题。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是依照本发明之一实施例的一种氧化处理设备之示意图。
主要元件标记说明100氧化处理设备102、102a、102b混合器104、104a、104b氧化剂供应单元106氧化剂吸收及反应槽108触媒氧化反应槽
110紫外光氧化反应槽112预处理单元114后处理单元具体实施方式
图1是为依照本发明一实施例的一种氧化处理设备之示意图。
请参照图1，本发明之氧化处理设备100由混合器102、氧化剂供应单元104、氧化剂吸收及反应槽106、触媒氧化反应槽108与紫外光氧化反应槽110所构成。在一实施例中，混合器102例如是由液相混合器102a与气相混合器102b所构成，而氧化剂供应单元104例如是由液体氧化剂供应单元104a以及气体氧化剂供应单元104b所构成。此外，在另一实施例中，此氧化处理设备100还包括预处理单元112或后处理单元114。
其中，预处理单元112与液相混合器102a连接，此预处理单元112例如是调匀槽。此外，液相混合器102a与液体氧化剂供应单元104a连接，气相混合器102b与气体氧化剂供应单元104b连接，且液相混合器102a与气相混合器102b连接。其中，气体氧化剂供应单元104b所供应之氧化剂例如是臭氧、氯气或是其它合适之气体氧化剂。
另外，氧化剂吸收及反应槽106与气相混合器102b连接。由于气体氧化剂供应单元104b所供应之气体氧化剂于废液中的吸收率并不高，因此通过此氧化剂吸收及反应槽106的设置可以将氧化剂的吸收率提高，并且使废液的污染物或细菌在此氧化剂吸收及反应槽106能充分混合反应，以达到混合之功效。
此外，触媒氧化反应槽108与氧化剂吸收及反应槽106连接。其中，位于触媒氧化反应槽108中的触媒可以将氧化剂转换成氢氧自由基，以破坏废液中的污染物，且其亦可如离子交换树脂一般作为无机物吸附之用。上述之触媒包括铁氧化物(iron oxides)或铜锌触媒，而铁氧化物例如是，三氧化二铁、水合三氧化二铁、四氧化三铁、水合四氧化三铁或上述这些铁氧化物的混合物。在一实施例中，铁氧化物例如是水合三氧化二铁，而在另一实施例中，铁氧化物例如是针状形水合三氧化二铁(针铁矿(goethite，FeOOH))。
另外，紫外光氧化反应槽110与触媒氧化反应槽108连接，以使废液中的氧化剂产生氧化能力更强的自由基离子。特别是，由于废液中的污染物非常复杂，因此需使用不同之氧化处理单元。举例来说，紫外光主要是针对水溶性高的有机污染物，而触媒氧化反应槽108中之触媒主要是针对水溶性低的有机污染物及无机及有机的复合物。
此外，在另一实施例中，氧化处理设备100还包括后处理单元114，而此后处理单元114与紫外光氧化反应槽110连接。
由于本发明之氧化处理设备包括有氧化剂吸收及反应槽，因此可以提高氧化剂利用率，并且提高污染物之处理效率。
以下说明利用上述之氧化处理设备的处理方法。
请继续参照图1，本发明之方法是先于混合器102中将废液与氧化剂供应单元104所供应之氧化剂混合，以得到第一溶液。在本实施例中，混合器102包括液相混合器102a与气相混合器102b，而氧化剂供应单元104包括液体氧化剂供应单元104a以及气体氧化剂供应单元104b，因此废液会先经过液相混合器102a，而与液体氧化剂供应单元104a所提供之氧化剂混合，再经过气相混合器102b，与气体氧化剂供应单元104b所提供之氧化剂混合，而形成第一溶液。
在另一实施例中，废液在进入混合器102之前，可先于预处理单元112中进行处理，之后再流入混合器102中。其中，此预处理单元112例如是调匀槽。
接着，将第一溶液注入氧化剂吸收及反应槽106中，使第一溶液中的氧化剂于此槽体中吸收，并破坏废液中的污染物，以得到第二溶液。由于废液中污染物的去除率与氧化剂吸收率成正比，因此，通过氧化剂吸收及反应槽106的设置，可以提高氧化剂的吸收率，从而降低成本支出。
之后，将第二溶液注入触媒氧化反应槽108中，以通过此触媒氧化反应槽108中的触媒，氧化此第二溶液，而得到第三溶液。由于位于触媒氧化反应槽108中的触媒可以将第二溶液中的氧化剂转换成氢氧自由基，因此可以更进一步的破坏废液(即第二溶液)中的污染物，且其还可以如同离子交换树脂一般，用来吸附废液中的无机物。特别是，于此所使用之触媒适用于处理低水溶性之有机污染物、无机及有机复合物。
然后，在一实施例中，当废液流经触媒氧化反应槽108之后，还可将此第三溶液注入紫外光氧化反应槽110中，以通过紫外光氧化此第三溶液，从而使得第三溶液中产生更强的自由基离子，以有效去除污染物。特别是，于此所使用之紫外光适用于处理高水溶性之有机污染物。
继之，在一实施例中，当废液流经紫外光氧化反应槽110之后，还可进一步流入后处理单元114中，以更进一步处理此废液。
由于本发明之氧化处理设备结合了触媒、氧化剂和紫外光，因此欲处理之废液流经此氧化处理设备时，可以直接氧化作用分解，或是再利用回流循环氧化增加氧化停留时间，并通过控制来提高去除效率及氧化时间，进而达到有效处理废液之目的。
此外，本发明之氧化剂吸收及反应槽除了具有上述之吸收及反应的功用之外，尚提供监测及调整废液进入此槽体的功能。而且，本发明可以利用系统控制之方式，提高氧化剂利用率及污染物之处理效率。
以下举实验例来说明本发明，然非用以限定本发明。
以下之实施例乃针对半导体业含VOC(挥发性有机物，volatile organiccompounds)之废气进行测试，半导体厂A废气之主要成分为甲基乙基酮(MEK)及异丙酮(IPA)，其总碳氢化合物浓度约100-200TOC(总有机碳)。半导体厂B废气之主要来源为去光刻胶剂ACT690，成分为DMSO(dimethyl sulfoxide)，总碳氢化合物浓度约35 TOC(总有机碳)。此外，所使用的氧化剂为O3。另外，半导体厂A测试所用之氧化剂吸收及反应槽设计及曝气方式为一段式，而半导体厂B测试所用之氧化剂吸收及反应槽设计及曝气方式为二段式。其测试条件与测试结果如下表1所示。
表1
由上可知，利用本发明之方法可以有效处理含VOC之废气或是去光刻胶剂ACT690。
传统湿式洗涤技术是利用水将空气中的有机物吸收至水相，而本发明与传统湿式洗涤技术，在长时间操作下之处理效率及水回收比率的结果如下表2所示。
表2
*单纯以水作为吸收剂，不加任何添加剂由上可知，本发明之方法，与传统湿式洗涤技术相比，其平均处理效率较高，且水回收比率也较高。
由于酸碱值(pH)会影响本发明之处理效率，因此需针对不同的水质去作监测。在本实验例中，针对半导体厂A之废气在不同pH条件下之处理效率其结果如下表3所示。
表3
由上可知，对半导体厂A之废气来说，在pH＝10之条件下其处理效率较佳。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种氧化处理设备，其特征是包括混合器；氧化剂供应单元，与上述混合器连接；氧化剂吸收及反应槽，与上述混合器连接；触媒氧化反应槽，与上述氧化剂吸收及反应槽连接；以及紫外光氧化反应槽，与上述触媒氧化反应槽连接。
2.根据权利要求1所述之氧化处理设备，其特征是上述混合器包括液相混合器、气相混合器，且上述氧化剂供应单元包括液体氧化剂供应单元以及气体氧化剂供应单元，其中上述液相混合器与上述液体氧化剂供应单元连接，上述气相混合器与上述气体氧化剂供应单元连接，上述液相混合器与上述气相混合器连接，且上述气相混合器与上述氧化剂吸收及反应槽连接。
3.根据权利要求1所述之氧化处理设备，其特征是位于上述触媒氧化反应槽中的触媒包括铁氧化物或铜锌触媒。
4.根据权利要求3所述之氧化处理设备，其特征是上述铁氧化物包括三氧化二铁、水合三氧化二铁、四氧化三铁、水合四氧化三铁或上述这些铁氧化物的混合物。
5.根据权利要求3所述之氧化处理设备，其特征是上述铁氧化物包括水合三氧化二铁。
6.根据权利要求3所述之氧化处理设备，其特征是上述铁氧化物包括针状形水合三氧化二铁。
7.根据权利要求1所述之氧化处理设备，其特征是还包括预处理单元与上述混合器连接。
8.根据权利要求7所述之氧化处理设备，其特征是上述预处理单元包括调匀槽。
9.根据权利要求1所述之氧化处理设备，其特征是还包括后处理单元，与上述紫外光氧化反应槽连接。
10.一种氧化处理之方法，适用于权利要求1所述之氧化处理设备，其特征是上述氧化处理之方法包括于上述混合器中将废液与上述氧化剂供应单元所供应之氧化剂混合，以得到第一溶液；将上述第一溶液注入上述氧化剂吸收及反应槽中，使上述第一溶液中的上述氧化剂于上述槽体中吸收，并破坏上述废液中的污染物，以得到第二溶液；将上述第二溶液注入上述触媒氧化反应槽中，以通过上述触媒氧化反应槽中的触媒，氧化上述第二溶液，而得到第三溶液；以及将上述第三溶液注入上述紫外光氧化反应槽中，以通过紫外光氧化上述第三溶液。
11.根据权利要求10所述之氧化处理之方法，其特征是上述触媒氧化反应槽适用于处理低水溶性之有机污染物、无机及有机复合物。
12.根据权利要求10所述之氧化处理之方法，其特征是上述紫外光氧化反应槽适用于处理高水溶性之有机污染物。
13.根据权利要求10所述之氧化处理之方法，其特征是氧化处理设备中的上述混合器包括液相混合器、气相混合器，且上述氧化剂供应单元包括液体氧化剂供应单元以及气体氧化剂供应单元，其中上述液相混合器与上述液体氧化剂供应单元连接，上述气相混合器与上述气体氧化剂供应单元连接，上述液相混合器与上述气相混合器连接，且上述气相混合器与上述氧化剂吸收及反应槽连接，而且上述废液会依次经过上述液相混合器与上述气相混合器之后，再流入上述氧化剂吸收及反应槽中。
14.根据权利要求10所述之氧化处理之方法，其特征是上述触媒包括铁氧化物或铜锌触媒。
15.根据权利要求14所述之氧化处理之方法，其特征是上述铁氧化物包括三氧化二铁、水合三氧化二铁、四氧化三铁、水合四氧化三铁或上述这些铁氧化物的混合物。
16.根据权利要求14所述之氧化处理之方法，其特征是上述铁氧化物包括水合三氧化二铁。
17.根据权利要求14所述之氧化处理之方法，其特征是上述铁氧化物包括针状形水合三氧化二铁。
18.根据权利要求10所述之氧化处理之方法，其特征是上述氧化处理设备还包括预处理单元，且上述预处理单元与上述混合器连接，而且上述废液是先于上述预处理单元中进行处理后，再流入上述混合器中。
19.根据权利要求18所述之氧化处理之方法，其特征是上述预处理单元包括调匀槽。
20.根据权利要求10所述之氧化处理之方法，其特征是上述氧化处理设备还包括后处理单元，且上述后处理单元与上述紫外光氧化反应槽连接，以更进一步处理由上述紫外光氧化反应槽所流出之废液。
全文摘要
一种氧化处理设备，此氧化处理设备由混合器、氧化剂供应单元、氧化剂吸收及反应槽、触媒氧化反应槽与紫外光氧化反应槽所构成。其中，氧化剂供应单元与混合器连接，氧化剂吸收及反应槽与混合器连接，触媒氧化反应槽与氧化剂吸收及反应槽连接，紫外光氧化反应槽与触媒氧化反应槽连接。通过氧化剂吸收及反应槽的设计，可提高氧化剂利用率及污染物之处理效率。
文档编号C02F1/32GK101016183SQ20061000310
公开日2007年8月15日 申请日期2006年2月10日 优先权日2006年2月10日
发明者林树荣, 孙观丰, 蔡耀辉 申请人:慧群环境科技股份有限公司