CN104230073A - 含氨废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种含氨废水的处理方法。将含氨废水与金属氯化物进行混合处理，以形成混合液。对混合液进行加热处理，以形成氨金属络合物及氯化铵。对氨金属络合物及氯化铵进行沉降处理，以使氨金属络合物与氯化铵分流。对氨金属络合物进行脱水处理，以形成固态的氨金属络合物。使氯化铵与酸性溶液进行反应，而形成酸性铵盐及氯化氢。

Description

含氨废水的处理方法

【技术领域】

本发明是有关于一种废水的处理方法，且特别是有关于一种含氨废水的处理方法。

【现有技术】

在印刷电路板产业中，含氨废水是常见的有害事业废弃物之一。虽然氨本身为有价资源，但氨具有强腐蚀性及高挥发性等环境危害性。在现行技术中，一般采用脱氮法、冷冻法、离子交换法、催化裂解、化学/电化学等方式进行含氨废水处理，然而上述方法需要投资高成本来设置处理设备，且会产生空气污染、耗能与氨氮废弃产物等问题，而将对环境质量与环境生物会造成伤害。因此，如何以有效率、低成本与低环境危害的方式处理含氨废水为目前的重要课题之一。

【发明内容】

本发明提供一种含氨废水的处理方法，可降低对环境的危害性并达经济回收效益的目的。

本发明提出一种含氨废水的处理方法，其包括下列步骤。将含氨废水与金属氯化物进行混合处理，以形成混合液。对混合液进行加热处理，以形成氨金属络合物及氯化铵。对氨金属络合物及氯化铵进行沉降处理，以使氨金属络合物与氯化铵分流。对氨金属络合物进行脱水处理，以形成固态的氨金属络合物。使氯化铵与酸性溶液进行反应，而形成酸性铵盐及氯化氢。

在本发明的一实施例中，在上述的混合处理中，混合液含有含氨废水与金属氯化物进行反应所得的氯化氨金属络合物。

在本发明的一实施例中，上述的加热处理还形成气化游离氨。

在本发明的一实施例中，上述含氨废水的处理方法还包括对气化游离氨进行洗涤吹脱处理。

在本发明的一实施例中，上述含氨废水的处理方法还包括使气化游离氨、氯化铵与酸性溶液进行反应，而形成酸性铵盐及氯化氢。

在本发明的一实施例中，上述的金属氯化物包括氯化铜、氯化铁或其组合。

在本发明的一实施例中，上述的氨金属络合物包括氨铜络合物、氨铁络合物或其组合。

在本发明的一实施例中，上述含氨废水的处理方法还包括在膜组设备中进行形成酸性铵盐及氯化氢的反应，并透过膜组设备中的选择性膜过滤杂质。

在本发明的一实施例中，上述的选择性膜包括有机膜及无机模。

在本发明的一实施例中，上述的酸性溶液包括硫酸、硝酸或盐酸。

基于上述，在本发明所提出的含氨废水的处理方法中，可通过物理及化学反应以降低环境危害并具经济回收效益的方式有效处理含氨废水及金属氯化物。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

【图式简单说明】

图1为依照本发明一实施例之处理含氨废水的流程示意图。

图2为图1之处理含氨废水所采用之设备的框图。

【符号说明】

100：反应槽

120：加热槽

130：洗涤塔

140：沉降槽

160：脱水槽

180：膜组设备

S10、S12、S13、S14、S16、S18：步骤

【实施方式】

图1为依照本发明一实施例之处理含氨废水的流程示意图。图2为图1之处理含氨废水所采用之设备的框图。

以下，将以图1及图2详细描述一实施例之含氨废水的处理方法。

请同时参照图1及图2，进行步骤S10，将含氨废水与金属氯化物进行混合处理，以形成混合液。上述混合处理例如是在反应槽100中进行。详细而言，在混合处理期间，含氨废水与金属氯化物会进行反应，以形成氯化氨金属络合物。换言之，混合液中会含有含氨废水与金属氯化物进行反应所得的氯化氨金属络合物。混合处理的时间例如是2小时至3小时。

另外，本实施例所使用的金属氯化物例如是印刷电路板产业中的金属氯化物蚀刻废液，然而本发明并不限于此。在其它实施例中，金属氯化物也可以是由其它产业或工厂所产生之含金属氯化物的废液。换言之，本发明之含氨废水的处理方法可回收再利用含金属氯化物的废液，避免其造成环境污染。

其中，金属氯化物例如是氯化铜、氯化铁或其组合。氯化氨金属络合物例如是氯化氨铜络合物、氯化氨铁络合物或其组合。在本实施例中，以金属氯化物为氯化铜及氯化铁的组合来进行说明，但本发明并不限于此。因此，含氨废水与氯化铜及氯化铁进行反应所得的氯化氨金属络合物为氯化氨铜络合物及氯化氨铁络合物的组合。此外，混合处理的化学反应式如下：

(4NH₃)_n+CuCl₂+FeCl₂→[Cu(NH₃)₄]²⁺Cl₂+[Fe(NH₃)₄]²⁺Cl₂+NH₃+2NH₄ ⁺。

接着，进行步骤S12，对混合液进行加热处理，以形成氨金属络合物及氯化铵。加热处理例如是在加热槽120中进行。详细而言，进行加热处理可提供反应能量，以促使混合液进一步反应，进而生成氨金属络合物及氯化铵。换言之，在常温（25℃）下，含氨废水与金属氯化物反应得到氨金属络合物及氯化铵的反应常数太小，因而在混合处理期间含氨废水与金属氯化物反应的主要生成物为氯化氨金属络合物。另外，在上述加热处理期间所进行的反应中，还包括形成气化游离氨。加热处理的温度例如是80℃至90℃。

另外，氨金属络合物例如是氨铜络合物、氨铁络合物或其组合。在本实施例中，以氨金属络合物为氨铜络合物及氨铁络合物的组合来进行说明，但本发明并不以此为限。此外，加热处理的化学反应式如下：

[Cu(NH₃)₄]²⁺Cl₂+[Fe(NH₃)₄]²⁺Cl₂+NH₃+2NH₄ ⁺→[Cu(NH₃)₄]²⁺+[Fe(NH₃)₄]²⁺+NH₃+2NH₄Cl+Cl₂。

此外，可选择性地进行步骤13，对气化游离氨进行洗涤吹脱处理。洗涤吹脱处理例如是在洗涤塔130中进行。详细而言，在洗涤吹脱处理期间所进行的步骤如下。首先，将气化游离氨洗涤至水中以形成氨水（NH₃+H₂O→NH₄ ⁺+OH^－），并通过碱性物质（例如液碱）使pH值呈碱性来使氨水中的氨氮主要以游离氨（NH₃）的形式存在。接着，通过通入大量气体与氨水接触，以使游离氨吹脱成气化游离氨（NH₄ ⁺+OH^－→NH₃+H₂O）。

之后，进行步骤S14，对氨金属络合物及氯化铵进行沉降处理，以使氨金属络合物与氯化铵分流。沉降处理例如是在沉降槽140中进行。详细而言，在沉降处理期间，主要是通过氨金属络合物与氯化铵之间比重上的差异，致使氨金属络合物与氯化铵可从沉降槽140中进行分流。一般而言，氨金属络合物的比重较重故为下层液，而氯化铵则为上层液。在此实施利中，以氨金属络合物为氨铜络合物及氨铁络合物的组合来进行说明，但本发明并不以此为限。此外，沉降处理可以下式表示：

{[Cu(NH₃)₄]²⁺↓+[Fe(NH₃)₄]²⁺↓+2NH₄Cl↑}*H₂O，

其中依分子量不同及比重不同，在沉降处理期间会产生上述分液现象：比重大小为[Fe(NH₃)₄]²⁺>[Cu(NH₃)₄]²⁺>2NH₄Cl。

如此一来，在后续处理过程中，可分别对氨金属络合物及氯化铵进行不同的处理。

在一方面，进行步骤S16，对氨金属络合物进行脱水处理，以形成固态的氨金属络合物。脱水处理例如是在脱水槽160中进行。另外，所形成的固态的氨金属络合物可被回收再利用及出售。换言之，通过上述基本的物理沉降原理及化学反应，本发明可将对环境具有污染及危害性的含氨废水及金属氯化物有效地转换成得以回收再利用并具有经济效益的固态氨金属络合物。在本实施例中，以氨金属络合物为氨铜络合物及氨铁络合物的组合来进行说明，但本发明并不以此为限。此外，脱水处理的化学反应式为：

{[Cu(NH₃)₄]²⁺+[Fe(NH₃)₄]²⁺}－(H₂O)_n→[Cu(NH₃)₂]²⁺↓+[Fe(NH₃)₂]²⁺↓。

在另一方面，进行步骤S18，使氯化铵与酸性溶液进行反应，而形成酸性铵盐及氯化氢。步骤S18的反应例如是在反应室中进行。反应室例如是膜组设备180，并且通过膜组设备180中的选择性膜可将反应中的杂质过滤。如此一来，可提升所形成的酸性铵盐及氯化氢的纯度，因此在进行回收后有利于出售。换言之，通过上述基本的物理沉降及过滤原理及化学反应，本发明可将对环境具有污染及危害性的含氨废水及金属氯化物有效地转换成得以回收再利用并具有经济效益的酸性铵盐及氯化氢。然而，本发明并不限于此。在其它实施例中，上述反应室亦可以是反应槽，且在反应槽中生成的酸性铵盐及氯化氢可再移至过滤槽中进行过滤。

另外，特别说明的是，本实施例所使用的酸性溶液可为废酸。换言之，本发明可将对环境会造成污染及危害的废酸回收再利用，并转换成得以回收再利用并具有经济效益的酸性铵盐及氯化氢，因而降低对环境的危害。

另外，在本实施例中，所述选择性膜例如是有机膜或无机膜，其中有机膜包括醋酸纤维膜或聚乙烯膜，而无机膜包括陶瓷膜。在一实施例中，所述选择性膜例如是聚乙烯膜。另外一提的是，本领域具有通常知识者应理解，实务上，根据处理不同的含氨废水，例如氨浓度不同或含有不同金属粒子等，可选择使用不同种类、不同孔径大小或不同厚度的选择性膜，只要其可有效地过滤杂质即可。

另外，酸性溶液例如是硫酸、硝酸或盐酸，而酸性铵盐例如是硫酸铵、硝酸铵或盐酸铵。在本实施例中，以酸性溶液为硫酸来进行说明，但本发明并不以此为限。此外，步骤S18中的化学反应式为：

2NH₄Cl+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄+2HCl。

另外一提的是，在本发明之含氨废水的处理方法中，为了避免上文所描述在加热处理期间所形成的气化游离氨外泄，进而造成空气污染，更可使步骤S12或步骤S13中所产生的气化游离氨参与步骤18的反应，亦即可使气化游离氨、氯化铵与酸性溶液进行反应，而形成酸性铵盐及氯化氢。也就是说，在本发明之含氨废水的处理方法中，最终得到的产物皆可回收再利用且具有经济效益，因此本发明之方法不但可降低环境危害、处理成本及风险，更可降低处理后的水至废水场处理所需的成本。在此，同样是以酸性溶液为硫酸来进行说明，但本发明并不以此为限。此时，步骤S18中的化学反应式为：

NH₃+NH₄Cl^-+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄+HCl。

然而，虽然本实施例是将在洗涤塔130中经洗涤吹脱处理后所形成的气化游离氨与在膜组设备180中的氯化铵及酸性溶液进行反应，亦即使用步骤S13所产生的气化游离氨参与步骤18的反应，但本发明并不以此揭露内容为限。在其它实施例中，通过建置密闭系统，可直接将在加热槽120中所形成的气化游离氨与在膜组设备180中的氯化铵及酸性溶液进行反应，亦即可直接使用步骤S12所产生的气化游离氨参与步骤18的反应。

综上所述，上述实施例所提出之含氨废水的处理方法通过物理/化学反应可有效地处理含氨废水及金属氯化物，且得到的最终产物皆可回收再利用及出售，因而大幅降低处理风险、成本及环境危害性并达经济回收效益。

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，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种含氨废水的处理方法，其特征在于，包括：

将含氨废水与金属氯化物进行混合处理，以形成混合液；

对该混合液进行加热处理，以形成氨金属络合物及氯化铵；

对该氨金属络合物及该氯化铵进行沉降处理，以使该氨金属络合物与该氯化铵分流；

对该氨金属络合物进行脱水处理，以形成固态的该氨金属络合物；以及

使该氯化铵与酸性溶液进行反应，而形成酸性铵盐及氯化氢。

2.如权利要求1所述的含氨废水的处理方法，其中在该混合处理中，该混合液含有该含氨废水与该金属氯化物进行反应所得的氯化氨金属络合物。

3.如权利要求1所述的含氨废水的处理方法，其中该加热处理还形成气化游离氨。

4.如权利要求3所述的含氨废水的处理方法，还包括对该气化游离氨进行洗涤吹脱处理。

5.如权利要求3所述的含氨废水的处理方法，还包括使该气化游离氨、该氯化铵与该酸性溶液进行反应，而形成该酸性铵盐及该氯化氢。

6.如权利要求1所述的含氨废水的处理方法，其中该金属氯化物包括氯化铜、氯化铁或其组合。

7.如权利要求1所述的含氨废水的处理方法，其中该氨金属络合物包括氨铜络合物、氨铁络合物或其组合。

8.如权利要求1所述的含氨废水的处理方法，还包括在膜组设备中进行形成该酸性铵盐及该氯化氢的反应，并透过该膜组设备中的选择性膜过滤杂质。

9.如权利要求8所述的含氨废水的处理方法，其中该选择性膜包括有机膜及无机膜。

10.如权利要求1所述的含氨废水的处理方法，其中该酸性溶液包括硫酸、硝酸或盐酸。