含氨废水的回收处理方法及其设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种含氨废水的回收处理方法及其设备，所述回收处理方法包括下列步骤：先将含氨废水调整为酸性废水，再利用反渗透膜从酸性废水离析出高浓度废水。然后，在高浓度废水中加入碱性溶剂以生成氨气，再利用酸性溶剂与氨气反应便能够生成并且回收铵化合物。本发明还提供一种含氨废水的回收处理设备。形成于第一pH值调整槽中的酸性废水经由反渗透膜离析出高浓度废水之后，再于第二pH值调整槽中将高浓度废水的pH值调整为碱性，以生成氨气。然后，氨气会在分离装置中与酸性溶剂反应而生成铵化合物。之后，再将铵化合物回收于回收槽中。
【专利说明】含氨废水的回收处理方法及其设备
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种废水(waste water)的回收处理方法及其设备，且特别是有关于一种含氨(ammonia)废水的回收处理方法及其设备。
【背景技术】
[0002]随着气候变迁日益剧烈，全球各地发生涝灾与旱灾的机率也逐渐升高，进而导致越来越不容易有效地保存与利用人类生存所不可或缺的干净水资源。更重要的是，全球人口数量急速成长与工业科技的迅速发展，导致人类对于环境污染日益严重，更使得水资源的保存与利用问题越来越恶化。因此，如何能够有效地回收工业废水(industrial wastewater)中的污染物质，以降低污染物质对于环境的污染，已逐渐成为世界各国政府亟待解决的问题之一。
[0003]含有高浓度氨(ammonia,化学式为NH3,俗称为氨气或者是无水氨，anhydrousammonia)的特殊废水常见于光电半导体(optoelectronic semiconductor)、石油炼制(petroleum refining)、炼焦(coking)、肥料(fertilizer)、钢铁(iron and steel)和食品(foodstuff)等工业的制程废水。高浓度氨具有腐蚀性(corrosiveness)、对于水生生物具有毒性并且对人体具有致癌性(carcinogenicity)及致基因突变性(mutagenic)等特性。因此，部分国家已经立法，或者是倾向于立法，来限制废水中的含氮量。
[0004]目前市场上通常是利用生物厌氧处理制程(biological anaerobic treatmentprocess)来对含氨废 水进行脱氮(denitrifacation)。然而,传统生物厌氧处理制程的脱氮效率并不高。因此，亟需提供能够更有效处理含氨废水的设备与方法。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种含氨废水的回收处理方法以及一种含氨废水的回收处理设备，以提高含氨废水的回收效率。
[0006]本发明提供一种含氨废水的回收处理方法，其包括下列步骤。首先，在含氨废水中加入第一酸性溶剂(acid solvent),以形成酸性废水(acid waste water)。接着,再利用反渗透膜(reverse osmosis membrane, RO membrane)将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水。然后，在高浓度废水中加入第一碱性溶剂(alkaline solvent)，以在高浓度废水中生成氨气(ammonia gas)。之后,再利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物(ammonium compound),以回收铵化合物。
[0007]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的成分还包含过氧化氢(hydrogenperoxide,化学式为H2O2，俗称双氧水)，并且在将第一酸性溶剂加入含氨废水中之前，还包括利用催化剂(catalyst)去除含氨废水中的过氧化氢。其中，催化剂可为活性碳(activated carbon fibers, ACF)、二氧化猛(manganese dioxide,化学式为 MnO2)或者是铁锰砂(manganese ore)。而且，在利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢之前，还可在含氨废水中加入第二碱性溶剂，以使含氨废水的PH值(酸碱值，pH value)高于8.5。其中，含氨废水、第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的成分皆可包含钠离子（sodium ion,化学式为Na+)与钾离子（potassium ion,化学式为K+)至少其中之一。
[0008]在本发明的实施例中，在上述利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物的步骤之前，还包括利用分离装置（stripping device)从高浓度废水中分离出氨气的步骤。其中，分离装置可为用来进行薄膜分离法（membrane stripping)的疏水性交换膜(hydrophobicity membrane)或者是分离塔（stripping column)至少其中之一。而且,在上述利用分离装置从高浓度废水中分离出氨气之前，还可包括利用过滤器（filter)过滤高浓度废水中的杂质的步骤。
[0009]在本发明的实施例中，在上述回收铵化合物之后，还包括利用双极膜电透析(electro-deionization with bipolar membrane, EDI with bipolar membrane)装置或者是离子交换树脂（ion exchange resin)将铵化合物分离为碱性溶液以及酸性溶液。其中，上述的碱性溶液为氨水，并且上述的酸性溶液为硫酸、氢氯酸或者是磷酸。
[0010]本发明还提供一种含氨废水的回收处理设备，其包括第一 pH值调整槽（pHadjusting tank)、反渗透膜、第二 pH值调整槽、分离装置以及一回收槽（col Iectingtank)，其中反渗透膜连通于第一 pH值调整槽与第二 pH值调整槽之间，并且分离装置连通于第二 PH值调整槽与回收槽之间。第一 pH值调整槽用以容纳含氨废水，并且适于注入第一酸性溶剂，以使含氨废水形成酸性废水。反渗透膜用以将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水。第二 PH值调整槽用以容纳高浓度废水，并且适于注入第一碱性溶剂，以在高浓度废水中生成氨气。分离装置用以从高浓度废水中分离出氨气，并且适于注入第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物。回收槽用以回收铵化合物。
[0011]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的回收处理设备还包括第一贮存槽(storage tank),其中第一忙存槽连通于第一pH值调整槽,用以忙存第一酸性溶剂，并且适于将第一酸性溶剂注入第一 PH值调整槽中。
[0012]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的回收处理设备还包括第二贮存槽，其中第二贮存槽连通于第二 pH值调整槽，用以贮存第一碱性溶剂，并且适于将第一碱性溶剂注入第二 pH值调整槽中。
[0013]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的回收处理设备还包括容纳有催化剂的处理装置（processing device),而含氨废水的成分还包含过氧化氢，并且第一 pH值调整槽连通于处理装置与反渗透膜之间。而且，在将第一酸性溶剂注入含氨废水中之前，可先利用催化剂去除含氨性废水中的过氧化氢。其中，催化剂为活性碳、二氧化锰或者是铁锰砂。另外，上述的含氨废水的回收处理设备还可包括第三PH值调整槽，其中第三pH值调整槽连通于处理装置，并且适于注入第二碱性溶剂，以在利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢之前，先将含氨废水的PH值调整至高于8. 5。此外，上述的含氨废水的回收处理设备还可包括第三贮存槽，其中第三贮存槽连通于第三PH值调整槽，用以贮存第二碱性溶剂，并且适于将第二碱性溶剂注入第三PH值调整槽中。其中，含氨废水、第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的成分皆可包含钠离子与钾离子至少其中之一。
[0014] 在本发明的实施例中，上述的分离装置为疏水性交换膜或者是分离塔至少其中之
O
[0015]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的回收处理设备还包括过滤器，其中过滤器连通于第二 pH值调整槽与分离装置之间，用以过滤高浓度废水中的杂质。
[0016]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的回收处理设备还包括第四贮存槽。第四贮存槽连通于分离装置，用以贮存第二酸性溶剂，并且适于将第二酸性溶剂注入分离装置中。
[0017]在本发明的实施例中，上述的酸性废水的pH值低于6.5。
[0018]在本发明的实施例中，上述的第一碱性溶剂将高浓度废水的pH值调整至高于
9.5。
[0019]在本发明的实施例中，上述的含氨废水与第一碱性溶剂的成分皆可包含钠离子与钾离子至少其中之一。
[0020]在本发明的实施例中，上述的含氨废水与第一酸性溶剂的成分皆包含硫酸根离子(sulfate ion,化学式为SO广)、氯离子(chlorine ion,化学式为CD与磷酸根离子(phosphate ion,化学式为P043_)至少其中之一。
[0021]在本发明的实施例中，上述的第二酸性溶剂为硫酸(sulfuric acid,化学式为H2S04)、氢氯酸(hydrochloric acid,化学式为 HCl,俗称盐酸)与磷酸(phosphoric acid,化学式为H3PO4)至少其中之一。
[0022]在本发明的实施例中，上述的含氨废水的回收处理设备还包括连通于回收槽的双极膜电透析装置或者是离子交换树脂，用以将铵化合物分离为碱性溶液以及酸性溶液。其中，上述的碱性溶液为氨水，并且上述的酸性溶液为硫酸、氢氯酸或者是磷酸。
[0023]相较于先前技术，本发明对于废水中氨的回收效率会较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1绘示出本发明一个实施例的含氨废水的回收处理方法的流程图。
[0025]图2绘示出图1中的步骤S140的一种实施例的流程图。
[0026]图3绘示出根据本发明另一个实施例的含氨废水的回收处理方法的流程图。
[0027]图4绘示出根据本发明一个实施例的含氨废水的回收处理设备的结构示意图。
[0028]图5绘示出根据本发明另一个实施例的含氨废水的回收处理设备的结构示意图。
[0029]IOOaUOOb:含氨废水的回收处理设备
[0030]110a、110b、110c:pH 值调整槽
[0031]120:反渗透膜
[0032]130:分离装置
[0033]140a、140b、140c:回收槽
[0034]150:过滤器
[0035]160a、160b、160c、160d:贮存槽
[0036]170a、170b、170c、170d、170e、170f、170g、170h:泵
[0037]180:处理装置
[0038]190:双极膜电透析装置
[0039]S100、S105、S110、S120、S130、S140、S142、S144、S146、S148:步骤【具体实施方式】[0040]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0041]图I绘示出根据本发明一个实施例的含氨废水的回收处理方法的流程图。请参考图I所示，含氨废水的回收处理方法包括下列步骤。首先，如步骤Slio所示，在含氨废水中加入第一酸性溶剂，以将原来呈碱性的含氨废水调整为微酸性（slightly acidic)，亦即将其PH值调整至低于7，甚至是调整至低于6. 5，进而形成酸性废水。接着，如步骤S120所示，再利用反渗透膜将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水。然后，如步骤S130所示，再于高浓度废水中加入第一碱性溶剂，以在高浓度废水中生成氨气。之后，再如步骤S140所示利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物。如此一来，便能经由回收铵化合物来回收含氨废水中的氨。
[0042]更详细而言,氨可能会以带正电的铵根离子（ammonium ion,化学式为NH4+)形式存在于溶液中。由于酸性液体会使反渗透膜带正电，因而会有利于反渗透膜排斥同样是带正电的铵根离子，进而在高浓度废水中保留更多的铵根离子。因此，于此实施例中会先进行步骤S110，以借由酸性溶剂将原来呈碱性的含氨废水调整为酸性废水。接着，在进行步骤S120,以利用反渗透膜将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水时，便能够提高高浓度废水中的铵根离子含量。此时，铵根离子含量较低的低浓度废水便能够回收再利用，或者是排放至废水处理厂进行后续的一般废水处理制程。
[0043]然后，由于在碱性环境下会有利于离子态的铵根离子（NH4+)转换成气态的氨气(NH3)0因此，于此实施例中会如步骤S130所示，再于高浓度废水中加入第一碱性溶剂，以将高浓度废水的PH值调整为碱性，例如是调整至高于9. 5，以在高浓度废水中生成氨气。然后，便能如步骤S140所示利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物，以便经由回收铵化合物来回收含氨废水中大部分的氨，而剩余的废水便会因为含氨量较低而能够回收再利用，或者是排放至废 水处理厂进行后续的一般废水处理制程。相较于先前技术以生物厌氧制程来对含氨废水进行脱氮，此实施例依序经由浓缩、将离子态的铵根离子转换成氨气、利用酸性溶剂来吸收氨气以形成铵化合物、然后再回收铵化合物的方式来处理含氨废水，因而能够具有较高的氨回收效率。
[0044]图2绘示出图I中的步骤S140的一种实施例的流程图。请参考图2所示，在一较佳实施例中，步骤S140例如是先将含有氨气的高浓度废水输送至过滤器来过滤掉高浓度废水中的杂质（S142)，然后再将过滤过的高浓度废水输送至分离装置，以便从高浓度废水中分离出氨气（S144)。然后，再于氨气排出分离装置时利用第二酸性溶剂来吸附氨气，以形成铵化合物（S146 )。如此一来，便能够经由回收铵化合物来回收含氨废水中的氨（S148 )。
[0045]在一个较佳实施例中，分离装置能够使用用来进行薄膜分离法的疏水性交换膜。含有氨气的高浓度废水输送至疏水性交换膜之后，液态的废水会被疏水性交换膜阻挡，而气态的氨气则能够通过疏水性交换膜而与第二酸性溶剂进行反应。在另一个较佳实施例中，分离装置还能够使用分离塔。含有氨气的高浓度废水输送至分离塔之后，液态的废水会残留于分离塔底部，而气态的氨气则会上升至分离塔的顶部而与第二酸性溶剂进行反应。
[0046]值得注意的是，为了简化上述制程中的低浓度废水以及排出氨气之后的废水等副产物的后续处理作业，第一酸性溶剂中所含有的阴离子成分最好是与含氨废水中所含有的主要阴离子成分相同，以避免上述副产物中的主要成分太过复杂。同样地，第一碱性溶剂中所含有的阳离子成分亦最好是与含氨废水中所含有的主要阳离子成分相同。另外，由于第二酸性溶剂是与氨气直接反应，因此可以根据所欲生成的铵化合物来选择酸性溶剂的成分，而可不需要迁就于含氨废水中所含有的主要阴离子成分。
[0047]更详细而言，来自于半导体产业或者是其它产业的含氨废水的主要成分通常不会只包含有铵根离子(NH4+)，可能还会包含有硫酸根离子(S042_)、氯离子(CD或者是磷酸根离子(P043_)等阴离子。举例来说,含氨废水的主要成分可为硫酸铵(ammonium sulfate,化学式为(NH4)2SO4)废水、氯化铵(ammonium chloride,化学式为NH4Cl)废水或者是磷酸铵(ammonium phosphate,化学式为(NH4)3P04)废水。此时,第一酸性溶剂便可选用硫酸(H2SO4)溶液、氢氯酸(HCl)溶液与磷酸(H3PO4)溶液至少其中之一。
[0048]除此之外，于此实施例中，含氨废水的主要成分还可包含硫酸钠(sodiumsulfate,化学式为Na2SO4)废水与磷酸钠(sodium phosphate,化学式为Na3PO4)废水，因此其成分中更可能会包含有钠离子(Na+)与钾离子(K+)。此时，第一碱性溶剂便可选用氢氧化钠(sodium hydroxide,化学式为NaOH,俗称苛性钠，caustic soda)溶液与氢氧化钾(potassium hydroxide,化学式为K0H,俗称苛性钾,potassium soda)溶液至少其中之一。
[0049]此外，在进行步骤S146时，若选用硫酸(H2SO4)溶液当成第二酸性溶剂，则铵化合物便会是硫酸铵((NH4)2SO4X再者，若选用氢氯酸(HCl)溶液当成第二酸性溶剂，则铵化合物会是氯化铵(NH4Cl)。另外，若选用磷酸(H3PO4)溶液当成第二酸性溶剂，则铵化合物即为磷酸铵((NH4)3PO4X
[0050]图3绘示出根据本发明另一个实施例的含氨废水的回收处理方法的流程图。请参考图3所示，此实施例中的含氨废水的回收处理方法与前一实施例中的含氨废水的回收处理方法相似，二者不同之处主要有两点`。
[0051]第一，此实施例中的含氨废水的主要成分还包含过氧化氢。因此，在进行将第一酸性溶剂加入含氨废水中而形成酸性废水的步骤SllO之前,还包括先进行步骤S105，以利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢。其中，催化剂可为活性碳、二氧化锰或者是铁锰砂。另外，由于较高的PH值会较有利于催化剂去除含氨废水中的过氧化氢，但是含氨废水可能仅呈弱碱性，亦即其PH值可能会仅介于7至8之间，因而使得催化剂去除过氧化氢的效率较低。因此，在进行步骤S105之前，还可先进行步骤S100，以在含氨废水中加入第二碱性溶剂，以便使含氨废水的PH值高于8.5。
[0052]同样地，为了简化后续制程中的低浓度废水以及排出氨气之后的废水等副产物的后续处理作业，第二碱性溶剂中所含有的阳离子成分最好是与含氨废水中所含有的主要阳离子成分相同，以避免上述副产物中的主要成分太过复杂。也就是说，当含氨废水的主要成分包含硫酸钠(Na2SO4)废水与磷酸钠(Na3PO4)废水，以使其成分中包含钠离子(Na+)与钾离子(K+)时，第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的主要成分皆可为氢氧化钠(NaOH)溶液与氢氧化钾(KOH)溶液至少其中之一。
[0053]第二，为了要有将硫酸铵((NH4)2SO4X氯化铵(NH4Cl)或者是磷酸铵((NH4) 3P04)等铵化合物进一步回收再利用，在步骤S140之后还可再利用双极膜电透析装置或者是离子交换树脂来对铵化合物进行氧化还原反应，以将铵化合物分离为碱性溶液以及酸性溶液(S150)。其中，碱性溶液可为氨水，而酸性溶液则随着铵化合物的成分变化而可为硫酸、氢氯酸或者是磷酸。其它步骤与前一实施例相同，于此不再赘述。[0054]为了让本【技术领域】中具有通常知识者能够更容易理解上述含氨废水的回收处理方法。以下将以具体实施例进一步揭露一种含氨废水的回收处理设备。然而，上述含氨废水的回收处理方法并非只能利用下述含氨废水的回收处理设备才能进行。
[0055]图4绘示出根据本发明一个实施例的含氨废水的回收处理设备的结构示意图。请参考图4所示，含氨废水的回收处理设备IOOa包括一个第一pH值调整槽110a、一个反渗透膜120、一个第二 pH值调整槽110b、一个分离装置130以及一个回收槽140a。其中，反渗透膜120会连通于第一 pH值调整槽IlOa与第二 pH值调整槽IlOb之间，并且分离装置则会连通于第二 pH值调整槽IlOb与回收槽140a之间。
[0056]第一pH值调整槽IlOa用以容纳含氨废水，并且适于注入第一酸性溶剂，以将原来呈碱性的含氨废水调整为酸性废水。然后，再利用反渗透膜120将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水。其中，氨含量较低的低浓度废水能够回收再利用，或者是排放至废水处理厂进行后续的一般废水处理制程，而氨含量较高的高浓度废水则会注入第二 PH值调整槽IlOb中。而且，第二 pH值调整槽IlOb中还能够再注入第一碱性溶剂，以在高浓度废水中生成氨气。
[0057]之后，含有氨气的高浓度废水可先利用连通于第二 pH值调整槽IlOb与分离装置130之间的一过滤器150过滤掉其中的杂质，然后再输送至疏水性交换膜或者是分离塔等分离装置130中，以从高浓度废水中分离出氨气。其中，氨气会在排出分离装置130的过程中与注入的第二酸性溶剂反应而生成铵化合物，并且铵化合物会回收于回收槽140a中，而剩余的废水则会因为含氨量较低而能够回收再利用，或者是排放至废水处理厂进行后续的一般废水处理制程。相同地，此时所形成的铵化合物的成分亦会随着所选用的第二酸性溶剂的成分变化而可能为硫酸铵、氯化铵或者是磷酸铵。另外，相较于先前技术以生物厌氧制程来对含氨废水进行脱氮，此实施例经由浓缩、将离子态的铵根离子转换成氨气、利用酸性溶剂来吸收氨气以 形成铵化合物、然后再回收铵化合物的方式来处理含氨废水，因而能够具有较高的氨回收效率。
[0058]另外，当含氨废水的主要成分还包含有硫酸根离子（S042_)、氯离子（CD或者是磷酸根离子（P043_)等阴离子时，可选择主要成分含有上述阴离子的氢化物(如硫酸、氢氯酸与磷酸至少其中之一)来当成第一酸性溶剂。同样地，当含氨废水的主要成分还包含有钠离子(Na+)或者是钾离子（K+)等阳离子时，亦可选择主要成分含有上述阳离子的氢氧化物(如氢氧化钠与氢氧化钾至少其中之一)来当成第一碱性溶剂。如此一来，便能够简化低浓度废水以及排出氨气之后的废水等副产物的后续处理作业。另外，由于第二酸性溶剂是与氨气直接反应，因此可以根据所欲生成的铵化合物来选择酸性溶剂的成分，而可不需要迁就于含氨废水中所含有的主要阴离子成分。
[0059]而且，此实施例中的含氨废水的回收处理设备IOOa还可包括多个贮存槽160a、160b与160c。贮存槽160a连通于第一 pH值调整槽110a，并且用以贮存第一酸性溶剂，以便根据需求量将第一酸性溶剂从贮存槽160a注入第一 pH值调整槽IlOa中。再者，贮存槽160b连通于第二 pH值调整槽110b，并且用以贮存第一碱性溶剂，以便根据需求量将第一碱性溶剂从贮存槽160b注入第二 pH值调整槽IlOb中。另外，贮存槽160c则连通于分离装置130，并且用以贮存第二酸性溶剂，以便根据需求量将第二酸性溶剂从贮存槽160c注入分离装置130中来吸附氨气，以形成铵化合物。[0060]此外，含氨废水的回收处理设备IOOa还可包括多个泵170a、170b、170c、170d、170e以及170f。其中，泵170a可连接于贮存槽160a与第一 pH值调整槽IlOa之间，用以将第一酸性溶剂从贮存槽160a注入至第一 pH值调整槽IlOa中，而泵170b则可连接于第一 pH值调整槽IlOa与反渗透膜120之间，用以将酸性废水从第一 pH值调整槽IlOa输送至反渗透膜120中。再者，泵170c可连接于反渗透膜120与第二 pH值调整槽IlOb之间，用以将高浓度废水从反渗透膜120注入第二 pH值调整槽I IOb中，而泵170d则可连接于贮存槽160b与第二 pH值调整槽IlOb之间，用以将第一碱性溶剂从贮存槽160b注入至第二pH值调整槽IlOb中。
[0061]另外，泵170e可连接于第二 pH值调整槽IlOb与过滤器150之间，用以将含有氨气的高浓度废水从第二 PH值调整槽IlOb经由过滤器150注入分离装置130中，而泵170f则可连接于贮存槽160c与分离装置130之间，用以将第二酸性溶剂从贮存槽160c注入至分离装置130中。值得注意的是，在其它未绘示的实施例中，当第一酸性溶剂与第二酸性溶剂的成分相同时，第一 PH值调整槽与分离装置还能够共享相同的贮存槽与泵来贮存与输送酸性溶剂。
[0062]图5绘示出根据本发明另一个实施例的含氨废水的回收处理设备的结构示意图。请参考图5所示，此实施例中的含氨废水的回收处理设备IOOb与前一实施例中的含氨废水的回收处理设备IOOa相似，二者不同之处包括下列几点。
[0063]第一，此实施例中的含氨废水的主要成分还包含过氧化氢，因此含氨废水的回收处理设备IOOb还可包括容纳有催化剂的一个处理装置180，并且第一 pH值调整槽IlOa连通于处理装置180与反渗透膜120之间。其中，催化剂可为活性碳、二氧化锰或者是铁锰砂，用以在将第一酸性溶剂注入含氨废水中之前，先去除含氨废水中的过氧化氢。值得注意的是，由于较高的PH 值会较有利于催化剂去除含氨废水中的过氧化氢，但是含氨废水可能仅呈弱碱性，亦即其PH值可能会仅介于7至8之间，因而使得催化剂去除过氧化氢的效率较低。因此，此实施例中的含氨废水的回收处理设备IOOb还可包括一个第三pH值调整槽110c、一个贮存槽160d以及一个泵170g。
[0064]于此实施例中，第三pH值调整槽IlOc连通于处理装置180，并且适于注入第二碱性溶剂，以在利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢之前，先将含氨废水的pH值调整至高于8. 5。再者，贮存槽160d连通于第三pH值调整槽110c，用以贮存第二碱性溶剂，而泵170g则连通于贮存槽160d与第三pH值调整槽IlOc之间，用以将第二碱性溶剂从贮存槽160d注入第三pH值调整槽IlOc中。
[0065]同样地，当含氨废水的主要成分还包含有钠离子（Na+)或者是钾离子（K+)等阳离子时，亦可选择上述阳离子的氢氧化物来做为第二碱性溶剂的主要成分。如此一来，便能够简化低浓度废水以及排出氨气之后的废水等副产物的后续处理作业。另外，在其它未绘示的实施例中，当第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的成分相同时，第二 pH值调整槽与第三pH值调整槽还能够共享相同的贮存槽与泵来贮存与输送碱性溶剂。
[0066]第二，为了要有将包括硫酸铵、氢氯酸与磷酸至少其中之一的铵化合物进一步回收再利用，此实施例中的含氨废水的回收处理设备IOOb还可包括另外两个回收槽140b、140c、另一个泵170h以及双极膜电透析装置190。其中，泵170h可连接于回收槽140a与双极膜电透析装置190之间，用以将铵化合物从回收槽140a注入至双极膜电透析装置190中。再者，双极膜电透析装置190能够将铵化合物分离为碱性溶液以及酸性溶液，然后再将碱性溶液与酸性溶液分别输送到回收槽140b、140c中。其中，碱性溶液可为氨水，而酸性溶液则随着铵化合物的成分变化而可为硫酸、氢氯酸或者是磷酸。除此之外，在其它实施例中，双极膜电透析装置190亦可以离子交换树脂来取代。其它组件的功能及连接关系与前一实施例实质上相同，于此不再赘述。[0067]综合上述，由于酸性液体会使反渗透膜带正电，因而会有利于反渗透膜排斥铵根离子，以便在高浓度废水中保留更多的铵根离子。因此，本发明先将含氨废水的PH值调整为酸性，然后在利用反渗透膜将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水时，便能提高反渗透膜对于铵根离子的回收效率。然后，再将高浓度废水的pH值调整为碱性，以使离子态的铵根离子(NH4+)转换成气态的氨气。之后，再利用酸性溶剂来吸附氨气，以生成铵化合物。如此一来，便能够经由回收铵化合物来回收含氨废水中大部分的氨，甚至是进一步从铵化合物中分离及回收氨水。因此，相较于先前技术，本发明对于氨的回收效率会较高。
[0068]虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。
【权利要求】
1.一种含氨废水的回收处理方法，其特征在于，该方法包括： 在含氨废水中加入第一酸性溶剂，以形成酸性废水； 利用反渗透膜将所述酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水； 在高浓度废水中加入第一碱性溶剂，以在高浓度废水中生成氨气；以及 利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物，以回收所述铵化合物。
2.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述含氨废水的成分还包含过氧化氢，并且在将所述第一酸性溶剂加入含氨废水中之前，还包括利用催化剂去除所述含氨废水中的所述过氧化氢。
3.如权利要求2所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述催化剂为活性碳、二氧化锰或者铁锰砂。
4.如权利要求2所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，在利用所述催化剂去除含氨废水中的过氧化氢之前，还包括在含氨废水中加入第二碱性溶剂，以使含氨废水的pH值高于8.5。
5.如权利要求4所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述含氨废水、第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的成分皆包含钠离子与钾离子至少其中之一。
6.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述酸性废水的pH值低于6. 5。
7.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述第一碱性溶剂将高浓度废水的PH值调整至高于9. 5。
8.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述含氨废水与第一碱性溶剂的成分皆包含钠离子与钾离子至少其中之一。
9.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，在利用所述第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物之前，还包括利用分离装置从高浓度废水中分离出氨气。
10.如权利要求9所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述分离装置为疏水 性交换膜或者是分离塔至少其中之一。
11.如权利要求9所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，在利用所述分离装置从高浓度废水中分离出氨气之前，还包括利用过滤器过滤高浓度废水中的杂质。
12.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述含氨废水与第一酸性溶剂的成分皆包含硫酸根离子、氯离子与磷酸根离子至少其中之一。
13.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述第二酸性溶剂为硫酸、氢氯酸与磷酸至少其中之一。
14.如权利要求1所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，在回收所述铵化合物之后，还包括利用双极膜电透析装置或者离子交换树脂将所述铵化合物分离为碱性溶液以及酸性溶液。
15.如权利要求14所述的含氨废水的回收处理方法，其特征在于，所述碱性溶液为氨水，并且所述酸性溶液为硫酸、氢氯酸或者是磷酸。
16.一种含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备包括： 第一 PH值调整槽，用以容纳含氨废水，并且适于注入第一酸性溶剂，以使所述含氨废水形成酸性废水；反渗透膜，连通于所述第一 pH值调整槽，用以将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水； 第二 PH值调整槽，连通于所述反渗透膜，用以容纳高浓度废水，并且适于注入第一碱性溶剂，以在高浓度废水中生成氨气； 分离装置，连通于所述第二 PH值调整槽，用以从高浓度废水中分离出氨气，并且适于注入第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物；以及 回收槽，连通于所述分离装置，用以回收铵化合物。
17.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括第一贮存槽，其中所述第一贮存槽连通于第一 PH值调整槽，用以贮存第一酸性溶剂，并且适于将第一酸性溶剂注入第一 pH值调整槽中。
18.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括第二贮存槽，其中所述第二贮存槽连通于第二 PH值调整槽，用以贮存第一碱性溶剂，并且适于将第一碱性溶剂注入第二 PH值调整槽中。
19.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括容纳有催化剂的处理装置，并且所述含氨废水的成分还包含过氧化氢，其中第一 PH值调整槽连通于处理装置与反渗透膜之间，并且在将第一酸性溶剂注入含氨废水中之前，先利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢。
20.如权利要求19所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述催化剂为活性碳、二氧化锰或者是铁 锰砂。
21.如权利要求19所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括第三PH值调整槽，其中所述第三pH值调整槽连通于处理装置，并且适于注入第二碱性溶剂，以在利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢之前，先将含氨废水的PH值调整至高于8.5。
22.如权利要求21所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括第三贮存槽，其中所述第三贮存槽连通于第三PH值调整槽，用以贮存第二碱性溶剂，并且适于将第二碱性溶剂注入第三PH值调整槽中。
23.如权利要求21所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述含氨废水、第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的成分皆包含钠离子与钾离子至少其中之一。
24.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述酸性废水的pH值低于6.5。
25.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述第一碱性溶剂将高浓度废水的PH值调整至高于9.5。
26.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述含氨废水与第一碱性溶剂的成分皆包含钠离子与钾离子至少其中之一。
27.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述分离装置为疏水性交换膜或者是分离塔至少其中之一。
28.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括过滤器，其中所述过滤器连通于第二 PH值调整槽与分离装置之间，用以过滤高浓度废水中的杂质。
29.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括第四贮存槽，其中所述第四贮存槽连通于分离装置，用以贮存第二酸性溶剂，并且适于将第二酸性溶剂注入分离装置中。
30.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述含氨废水与第一酸性溶剂的成分皆包含硫酸根离子、氯离子与磷酸根离子至少其中之一。
31.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述第二酸性溶剂为硫酸、氢氯酸与磷酸至少其中之一。
32.如权利要求16所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，该设备还包括连通于所述回收槽的双极膜电透析装置或者是离子交换树脂，用以将铵化合物分离为碱性溶液以及酸性溶液。
33.如权利要求32所述的含氨废水的回收处理设备，其特征在于，所述碱性溶液为氨水，并且所述酸性溶液为硫酸、氢氯酸或者是磷酸。
【文档编号】C02F9/04GK103708640SQ201310151633
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2012年10月9日
【发明者】陈国益, 曹逸昌, 陈镜廉 申请人:兆联实业股份有限公司