CN107434294A - 一种废液处理装置以及使用该废液处理装置的空污处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种废液处理装置，包括：一第一处理装置与一混合装置，其中，该第一处理装置设有一第一净化处理单元，而用以将来自废液源的废液进行处理，以产生经处理液体；该混合装置供以二氧化氯水溶液，与该经处理液体进行混合；以及一种空污处理设备，其包括该废液处理装置以及一废气处理装置，该废气处理装置包括：一进气单元、一废气净化处理单元、一气液分离单元与一排气单元。

Description

一种废液处理装置以及使用该废液处理装置的空污处理设备

技术领域

本发明涉及一种空污处理的装置，尤指一种使用二氧化氯水溶液的废液处理装置以及将使用该二氧化氯水溶液的该废液处理装置用于废气处理的空污处理设备。

背景技术

近年来亚洲各国的经济显著成长，势不可挡，然而，所需附上的代价也非常高昂，无止境的废气排放所造成的危害造成国家经济成长递减，例如近日来使人闻之色变的尘霾，造成国人的健康亮起红灯。具体而言，炼油业、炼钢业、发电厂以及半导体产业的工艺过程中均会产生酸性、碱性废气。而酸性废气中主要包含硫氧化物、氮氧化物、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳等；碱性废气主要包含氨气和高温状态下的金属氧化物，如氢氧化钾、氢氧化钠以及挥发性有机废气。二氧化硫、二氧化氮等气体和悬浮粒子可刺激呼吸系统而造成不适；高浓度时可引发心脏病及呼吸系统疾病。而一氧化碳与身体血红蛋白结合则会形成不易分解的碳氧血红蛋白，影响血液运送氧气的能力。

目前在工业上对于酸性、碱性等废气的处理方法主要以吸收法为主，其原理为借由气、液两相接触的气体吸收程序，将废气中的溶质（污染物）吸收至洗涤液体中，常见的洗涤装置为湿式洗涤塔，重点在于洗涤装置需能使废气与洗涤液体充分接触，以提高吸收效率。另一方面，对于半导体及光电业工艺，使用湿式洗涤塔也为处理酸性及碱性气体的主要装置。洗涤装置中通常含有表面积甚大的填料物，其目的是使气、液间有充分接触的机会。实际进行时，欲处理的废气由塔底进入，洗涤液体则自塔顶借由分布装置喷淋而下，然后在其流经填料物的途中，与逆流而上的气体接触，并吸收气相中的溶质（污染物）后，遂成废液自塔底流出。

然而，前述洗涤塔会产生严重的结垢问题，粒状物颗粒的堆积主要来源为来自废气中所携入的粒状污染物的沉淀以及化学反应所产生的结晶沉淀，如废气中酸性气体所形成的盐类结晶等。并且，洗涤塔的组件如：填料、管线、喷嘴、流量计常发生被生物黏膜附着的情形，若在废气中含有挥发性有机物(提供微生物繁殖所需的碳源)，且使用的洗涤液中含有过多氮盐(NO3^- 或NH4⁺，如使用未经处理的一般地下水)或含有硝酸或氨气的废气，则生物黏膜生长的情形亦会更为严重。此外，为防止洗涤后的废液造成环境污染问题，因此现有技术中经常会循环使用洗涤过的废液或二次（或多次）使用洗涤液，借以减少废液产生的总量，但是也造成废液与二次以上洗涤液污染物的浓度大幅增加，造成后续处理的不便。

二氧化氯是世界卫生组织和世界粮食组织一致推荐的A1级安全及高效的物理性杀菌消毒除臭剂，靠着其强氧化能力而能有效灭菌、防止结垢的沉积、预防管路设备的腐蚀、强氧化重金属及化学物质。不同于传统的氯气是与反应物发生加成或取代反应，二氧化氯本身是一种强氧化剂，由一氯原子二个氧原子所组成，结合19个电子，最外层电子轨域存在一未成对的活性自由电子，其因特殊的单一电子转移机制，使其具有选择性，当其攻击被处理物的外围电子满轨域的有机分子团时，以正负相吸的原理，抢走一电子而成为亚氯根离子，并释放出新生态氧原子，借以造成不可逆的氧化破坏与分解。二氧化氯通过氧化作用将微生物的蛋白质、脂肪和核酸等氧化，以达到去活性的功能，其原理是将微生物的氨基酸氧化分解而达到去活性的目的，对双体细胞的高等动物或植物细胞没有危害影响，因而达到消毒除臭的目的。

经研究证实，二氧化氯能有效破坏水体中的有机污染物如：苯并芘、葱醌、葱、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、有机酸、苯胺、甲醛、胺类、硫醇、硫脲、硝基苯酚与有机硫化物，且不会发生氯代反应；二氧化氯也能氧化无机物成无毒的盐类如：铁、铅、锰、砷、钠、磷、镁、钙、氯、镍、镉、铬、氰化物、硫化物。另一方面，由于二氧化氯分子可以穿透细菌的黏膜层，二氧化氯氧化生物黏着剂（多醣体）后会生成亚氯酸根离子及新生态氧，与生物膜相互作用后，造成所增生的生物膜开始剥离，且不会使微生物产生抗药性或变种。因此，二氧化氯能完全地有效用于生物膜的与污染物去除。然而，目前市面上并无使用二氧化氯处理空污的相关设备。

此外，目前市面上二氧化氯产品在制作成水溶液时，由于所使用的水源仍含有少量的重金属、微生物与离子等，以致于二氧化氯本身先会与这些重金属、微生物与离子等成分产生反应，而导致二氧化氯的除污效能大幅降低，造成需要使用更大量的二氧化氯方能达成预期的效果。因此，为进一步改善前述问题，并将二氧化氯水溶液有效运用于空污处理，遂有本发明的产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种使用二氧化氯水溶液的废液处理装置以及将该使用二氧化氯水溶液的废液处理装置用于废气处理的空污处理设备，且能再回收处理过程中产生的废液，将该废液进行处理、同时平衡废液的酸碱值，使之成为中性溶液而再次利用，而能显著提升现有空污处理（例如：尘霾）、空气清净装置效能的空污处理装置，有效解决现有废液浓度随着时间累积而浓度过高的问题，也使得二氧化氯水溶液本身的效能得以用在污染物本身而更能进行全效能的强氧化、杀菌、除臭，大幅减少二氧化氯水溶液的使用量就得以用在被处理而分子断键的污染物本身，而提升现有废液处理装置与空污处理设备的整体效能。

为达上述的目的，本发明提供一种废液处理装置，包括：一第一处理装置，其是设有一第一净化处理单元，用以将来自废液源的废液进行处理，以产生经处理液体；一混合装置，其供以二氧化氯水溶液，与该经处理液体进行混合。

实施时，该混合装置还包括一第一流量控制单元、一处理单元、一供应单元，其中，该供应单元是用以供给二氧化氯水溶液至该处理单元；该第一流量控制单元是用以控制该供应单元将二氧化氯水溶液供给至该处理单元的流速与流量；而该处理单元是用以将该二氧化氯水溶液与来自该第一处理装置的该经处理液体进行混合处理，而产生混合液。实施时，该供应单元所使用的二氧化氯水溶液是由经净化处理的水与二氧化氯气体混合所产生。实施时，还包括一供水源储槽，该供水源储槽是与该第一处理装置连接而供与该废液混合。

在另一实施例中，该第一净化处理单元是由一氧化铝陶瓷、二氧化钛陶瓷、氧化锆陶瓷与纳米碳管中的至少一个所制成。

在另一实施例中，本发明提供一种空污处理设备，其包括该废液处理装置以及一废气处理装置，该废气处理装置包括：一进气单元，其是供将废气吸入；一废气净化处理单元，其是分别与该进气单元以及该废液处理装置连接，而供以来自该废液处理装置的该混合液来净化来自该进气单元的该废气，而产生气液混合物；一气液分离单元，其供将来自该废气净化处理单元的该气液混合物进行处理使其气液分离，而产生废液与经净化的气体；一排气单元，其供将该经净化的气体排出。

实施时，该废液是形成该第一处理装置所处理的该废液的废液源。实施时，还包括一处理装置，该处理装置是设于该废液处理装置与该空污处理设备之间，且该处理装置具有：一第二处理装置，其设有至少一第二净化处理单元，而用以将该废液进行处理，而产生经处理液体，其中，该至少一第二净化处理单元的每一个是由一氧化铝陶瓷、二氧化钛陶瓷、氧化锆陶瓷与纳米碳管中的至少一个所制成；一检测单元，其供检测该经处理液体的酸碱值；一酸碱中和单元，其是根据该检验单元所检验的该酸碱值而将该经处理液体进行酸碱中和处理而产生中性溶液，随后再传输至该第一处理装置。实施时，还包括一第二流量控制单元，其用于控制该混合液由该废液处理装置输出至该废气处理装置的流速与流量。

在另一实施例中，该第二处理装置是由多个该第二净化处理单元以串联、并联或串联与并联的组合的方式排列而成。

本发明的有益效果为：有效解决习知废液浓度随着时间累积而浓度过高的问题，有效减少水资源的浪费。

附图说明

图1为本发明的废液处理装置以及使用该废液处理装置的空污处理设备实施例的架构方块示意图；

图2为本发明的废液处理装置以及使用该废液处理装置的空污处理设备另一实施例的架构方块示意图；

图3为本发明的废液处理装置以及使用该废液处理装置的空污处理设备另一实施例的架构方块示意图。

附图标记说明

1 废液处理装置

11 混合装置

12 第一处理装置

121 第一净化处理单元

111 供应单元

112 处理单元

113 第一流量控制单元

2 废气处理装置

21 进气单元

22 废气净化处理单元

23 气液分离单元

24 排气单元

3 第二流量控制单元

4 供水源储槽

5 废液沈淀单元

6 处理装置

61 第二处理装置

611 第二净化处理单元

62 检测单元

63 酸碱中和单元 。

具体实施方式

为对于本发明的特点与作用能有更深入的了解，现借实施例配合附图详述于下。

请参考本发明的图1，附图内容为本发明实施例的废液处理装置1，其包括混合装置11、第一处理装置12，其中，该混合装置11包括供应单元111、处理单元112、第一流量控制单元113。本发明的空污处理设备的实施例则包括废液处理装置1、该废气处理装置2与第二流量控制单元3。

该废液处理装置1的运作方式描述如下，首先，该第一处理装置12由废液源接收废液进行处理，而产生经处理液体，本发明在过程中将该废液中的污染物如重金属、微生物、离子与杂质等进行去除（分子链被断键、分子团簇结构改变而小分子化），也使细菌、重金属被大部分去除与净化。该第一处理装置12包括一第一净化处理单元121而供破坏该废液的分子链，在另一实施例中，也可将多个该第一净化处理单元121进行串联或并联，串联可以使该第一净化处理单元121的处理效果增强而能处理更严重的污染物，而并联则可以使该第一净化处理单元121能在固定（相同）的处理效果下，同时处理大量的该废液，借以在同一时间内增加处理废液的量，而这些处理效果也可依使用者的需求自行调整。此外，该第一净化处理单元121是由一氧化铝陶瓷、二氧化钛陶瓷或氧化锆陶瓷与纳米碳管中的至少一个所制成，该一氧化铝陶瓷、该二氧化钛陶瓷与该氧化锆陶瓷是通过高温锻烧而使其杂质去除且具有微孔，且该微孔内具有回道；而该纳米碳管是将石墨经3000℃锻烧而制成且具有螺旋状的通道，且该一氧化铝陶瓷、该二氧化钛陶瓷、该氧化锆陶瓷与该纳米碳管可产生10¹²-10¹⁴HZ/秒的远红外线，借此能以共振、过滤、离子交换等方式而切割、处理通过其中的纯水的水分子团簇，该经处理液体被传输至该处理单元112进行处理而与二氧化氯水溶液混合。

并且，该供应单元111是用以供应食品级二氧化氯水溶液（也可为一般二氧化氯水溶液，只是效果不如高纯度的二氧化氯水溶液），该供应单元111是设于温度11℃以下的温控室或无日光照射的暗房中（因为二氧化氯的沸点为11°C），该二氧化氯水溶液是将二氧化氯气体以水混合而成。该供应单元111是能供应由使用者预设浓度的二氧化氯水溶液，本发明的该二氧化氯水溶液是采用高纯度食品级3000ppm的浓度，其原液氯含量在2％至4％（氯的气化温度为34℃）、二氧化氯含量96％-98％以及不含氯酸根、亚氯酸根、双氧水（H₂O₂）等致癌物或污染物，以避免前述致癌物本身反成为污染来源之一；也可使用一般的二氧化氯气体做为原液（溶质）。二氧化氯水溶液的使用浓度可依照所需净化污染物的浓度，借由该第一流量控制单元113的流速与流量按比例作调整，也可依照使用者需求作任意调整而储存。此外，需进一步说明，本发明的二氧化氯水溶液所使用的水（溶剂）是通过经净化处理的水与二氧化氯气体混合所产生，而使该水（自来水或地下水）中的杂质如重金属、微生物、其他离子等含量经过预先处理而降到最低。借此而使二氧化氯气体（溶质）本身的除污效果达到最佳状态。

接着，借由第一流量控制单元113依照用户依照污染物的含量所设定的流速与流量，将供应单元111所供给的二氧化氯水溶液传输至处理单元112进行处理，其中，该第一流量控制单元113是可为常见的抽取与排放装置，如定量泵等，而以所设定的流速与流量的方式抽取该二氧化氯水溶液。而此时，该处理单元112也接收了来自该第一处理装置12的该经处理液体，在该处理单元112中，该二氧化氯水溶液以文氏管连接，借由泵浦（未图示）所产生的压力而使该经处理液体被物理性的方式处理，如搅拌、混合等，借以软泥怪该二氧化氯水溶液先对该经处理的废液进行净化而形成混合液，之后，再将该混合液传输至该废气处理装置2的废气净化处理单元22。需说明的是，使该经处理液体被该二氧化氯水溶液净化的原因是，如此的处理方式除了能更有效减少该经处理液体中污染物的浓度，还能使该经处理液体能再次被使用而非只能用于现有的沈淀处理（如化学处理）等而导致现有废液浓度逐渐升高；另外，也有效减少过程中水资源的浪费。并且，因为污染物已被该第一处理装置12先振断该废液中大部分的分子链，使该废液的结构遭到破坏，借此，该二氧化氯水溶液能更轻易的将结构已被破坏的污染物进行强氧化作用。此外，该第一处理装置12还可与一供水源储槽4连接，借以提供自来水或地下水，供稀释与混合废液，而使该第一处理装置12的处理效能更佳。此外，需说明的是，本发明的废液处理装置1亦也独立做为各种产业的污水处理之用。

废气处理装置2是可为用于处理发电厂、焚化炉、半导体工厂、煤炭工厂、炼油厂、化工原料厂、炼钢场、塑料工厂等的废气处理装置，例如：填充式洗涤塔、湿式洗涤塔、填充塔以及各种湿式洗涤系统，废气处理装置2包括：供将废气吸入的进气单元21、分别与该进气单元21以及该废液处理装置1连接而供以来自该废液处理装置1的该混合液净化来自该进气单元21的废气的该废气净化处理单元22、气液分离单元23与供将经净化的气体排出的排气单元24；其他如各种湿式洗涤系统常见的骤冷装置、冷却塔、各种泵浦、送气装置等则包括在废气处理装置2中而不详述。该废气净化处理单元22是借由该经处理液体以及二氧化氯水溶液的前述所提的强大净化能力，使其中的污染物（重金属等化学物质）被处理且被二氧化氯水溶液强氧化而断键形成小分子团（使得二氧化氯更容易与小分子团正负相吸），且其中的微生物失去活性，即，污染物在被处理成小分子的同时又被强氧化，而将所吸入的废气进行净化，使污染物质的比例降到最低，如此的效能，甚至可以取代现有技术中所放置的填充物。之后，气液分离单元23将来自该废气净化处理单元22的气液混合物进行处理而使其气液分离。废气净化处理单元22在处理过程中所产生的废液会在气液分离单元23中被分离并输送到该废液处理装置1的第一处理装置12进行处理；而净化的气体则会由排气单元24排出，如此完成本发明空污处理设备的一次循环过程。排气单元24还可包括风车、由马达驱动的抽气装置等，则不在此详述。此外，废液处理装置1、废气处理装置2之间还设有第二流量控制单元3，借以控制该混合液由废液处理装置1供给至该废气处理装置2的流速与流量。

请参考本发明图2的实施例，与图1的区别为在于：该气液分离单元23与该第一处理装置12之间还设有一废液沈淀单元5，用以将该气液分离单元23所产生的该废液进行沈淀，过程中是可添加现有的化学物质进行化学性处理或进行物理性处理，如过滤、消毒、脱色、除臭、曝晒等。在废液沈淀单元5中，经沈淀处理后的废液的残留液会被供应至该第一处理装置12进行处理，换言之，废液沈淀单元5也可被视为另一种废液源。如前所述，第一处理装置12将该残留液进行处理而产生另一经处理液体，并在过程中将该残留液中的污染物如重金属、微生物、离子等进行净化，而产生另一经处理液体（残留液）。

之后，来自该供应单元111的该二氧化氯水溶液会对在该处理单元112中的该经处理液体作进一步的净化。然后，经净化后的该经处理液体与二氧化氯水溶液经处理后所产生的另一混合液被传输至废气净化处理单元22，如此再继续重复前述步骤。因此，本发明不但能有效降低经废气处理装置2处理后所产生的该废液的浓度及杀菌，且能使该废液（无论通过废液沈淀单元5与否）都能被再次使用，有效节省废液处理装置1、废气处理装置2与废液沈淀单元5所需的大量电能与水资源，也有效降低后续二氧化氯水溶液使用的消耗。

请参考图3，与图1、图2的区别为在该废液处理装置1与该废气处理装置2之间还包括一处理装置6，该处理装置6设有一第二处理装置61，用以将该废液进行处理，以产生另一经处理液体，同样的，目的是使来自该废气处理装置2或经废液沈淀单元5处理后的该废液先被断键使之小分子化，使之后的以二氧化氯水溶液进行处理的效能变的更佳。此外，该第二处理装置61包括至少一第二净化处理单元611而用以将该废液进行处理，供破坏该废液的分子链而产生经处理液体，其中，该至少一第二净化处理单元611的每一个是由一氧化铝陶瓷、二氧化钛陶瓷、氧化锆陶瓷与纳米碳管中的至少一个所制成。同样的，该第二净化处理单元611的处理效果也可依使用者的需求自行调整，可将多个该第二净化处理单元611进行串联、并联或串联与并联的组合；串联可以使该第二净化处理单元611的处理效果提高，借以能处理更严重的污染物；而并联则可以使该第二净化处理单元611同时处理大量的该废液，配合该第二净化处理单元611所设定不同处理效果的组合能有最佳的效果。之后，该经处理液体会通过一检测单元62检测其酸碱值，然后，一酸碱中和单元63会根据该检验单元所检验的该酸碱值而将该经处理液体进行酸碱中和处理，例如，若是该经处理液体呈碱性，则以特定的酸性化学环境进行处理；若该经处理液体呈酸性的情况，则是以特定的碱性化学环境进行处理而产生PH值呈中性的中性溶液。之后，该中性溶液会被传输至该第一处理装置12进行如前所述的步骤。如此，借由该处理装置6将废液进行进一步的处理后，使得该废液成为呈中性的溶液，更能提升后续步骤中二氧化氯水溶液的处理效能。

因此，本发明具有以下的优点：

1.借由将经沈淀处理后的废液通过第一处理装置12、第二处理装置61进行处理，有效降低其中的污染物的浓度，有效减少水资源的浪费。

2.借由高纯度食品级二氧化氯水溶液的高效能净化能力而循环净化经废气处理装置2处理后的废液，配合第一处理装置12、处理装置6协同作用所产生的效果，有效解决现有废液浓度随着时间累积而浓度过高的问题。

3.借由将产生二氧化氯水溶液所需的水体先进行预处理，而使污染物的分子链断链而小分子化以及除菌，借此，使得二氧化氯水溶液本身的效能得以用在污染物本身而更能进行全效能的强氧化、杀菌，大幅减少二氧化氯水溶液的使用量而得以用在被处理物的污染物本身，而提升现有废液处理装置与空污处理装备的整体效能。

以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术手段，根据本文的公开或教导可衍生推导出许多的变更与修正，若依本发明的构想所作的等效改变，其所产生的作用仍未超出说明书及附图所涵盖的实质精神时，均应视为在本发明的技术范畴之内，在此声明。

依上文所揭示的内容，本发明确可达到发明的预期目的，提供一种废液处理装置以及使用该废液处理装置的空污处理设备，具有产业利用与实用的价值无疑，特依法提出发明专利申请。

Claims (10)

1.一种废液处理装置，其特征在于，包括：

一第一处理装置，其是设有一第一净化处理单元，而用以将来自废液源的废液进行处理，以产生经处理液体；

一混合装置，其供以二氧化氯水溶液，与该经处理液体进行混合。

2.如权利要求1所述的废液处理装置，其特征在于，该混合装置还包括一第一流量控制单元、一处理单元、一供应单元，其中，该供应单元是用以供给二氧化氯水溶液至该处理单元；该第一流量控制单元是用以控制该供应单元将二氧化氯水溶液供给至该处理单元的流速与流量；而该处理单元是用以将该二氧化氯水溶液与来自该第一处理装置的该经处理液体进行混合处理，而产生混合液。

3.如权利要求2所述的废液处理装置，其特征在于，该供应单元所使用的二氧化氯水溶液是由经净化处理的水与二氧化氯气体混合所产生。

4.如权利要求1所述的废液处理装置，其特征在于，还包括一供水源储槽，该供水源储槽是与该第一处理装置连接而供与该废液混合。

5.如权利要求1所述的废液处理装置，其特征在于，该第一净化处理单元是由一氧化铝陶瓷、二氧化钛陶瓷、氧化锆陶瓷与纳米碳管中的至少一个所制成。

6.一种空污处理设备，其特征在于，其包括如权利要求1-5中任一权利要求所述的废液处理装置，以及

一废气处理装置，该废气处理装置包括：

一进气单元，其是供将废气吸入；

一废气净化处理单元，其是分别与该进气单元以及该废液处理装置连接而供以来自该废液处理装置的该混合液来净化来自该进气单元的该废气，而产生气液混合物；

一气液分离单元，其供将来自该废气净化处理单元的该气液混合物进行处理，使其气液分离，而产生废液与经净化的气体；

一排气单元，其供将该经净化的气体排出。

7.如权利要求6所述的空污处理设备，其特征在于，该废液是形成该第一处理装置所处理的该废液的废液源。

8.如权利要求6所述的空污处理设备，其特征在于，还包括一处理装置，该处理装置是设于该废液处理装置与该空污处理设备之间，且该处理装置具有：

一第二处理装置，其设有至少一第二净化处理单元，而用以将该废液进行处理，而产生经处理液体，其中，该至少一第二净化处理单元的每一个是由一氧化铝陶瓷、二氧化钛陶瓷、氧化锆陶瓷与纳米碳管中的至少一个所制成；

一检测单元，其供检测该经处理液体的酸碱值；

一酸碱中和单元，其是根据该检验单元所检验的该酸碱值而将该经处理液体进行酸碱中和处理，而产生中性溶液，随后再传输至该第一处理装置。

9.如权利要求8所述的空污处理设备，其特征在于，该第二处理装置是由多个该第二净化处理单元以串联、并联或串联与并联的组合的方式排列而成。

10.如权利要求6所述的空污处理设备，其特征在于，其还包括一第二流量控制单元，其用于控制该混合液由该废液处理装置输出至该废气处理装置的流速与流量。