申請日2015.09.28
公開(公告)日2016.08.31
IPC分類號C02F1/04; C02F1/44; C02F9/10
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。
摘要附圖
權(quán)利要求書
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。
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。
說明書
用于廢水處理的回收設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
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)
含氮化學品在石化及高科技產(chǎn)業(yè)(例如：半導體制造業(yè)、光電業(yè)及LED等)的生產(chǎn)過程中為重要原料及化學品，然而該工藝將產(chǎn)生大量含氮廢液或廢水，若無適當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。
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)、BioNET/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。
一般而言，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。
一般而言，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：
(1)直接接觸式薄膜蒸餾(Direct contact membrane distillation,DCMD)
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離程序。
(2)間隙式薄膜蒸餾(Air gap membrane distillation,AGMD)
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。
(3)空氣掃掠式薄膜蒸餾(Sweeping gas membrane distillation,SGMD)
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。
(4)真空式薄膜蒸餾(Vacuum membrane distillation,VMD)
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。
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。
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
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。
為達上述目的，本實用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其包括：
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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pH值控制在7至14。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定
