CN205676189U - 挥发性废水处理系统 - Google Patents

Abstract

一种挥发性废水处理系统，包含离心式气液分离装置及高温分解装置。离心式气液分离装置包含壳体、离心筒槽、废水输入端、废水输出端、气体输入端及气体输出端。壳体中设置离心筒槽。挥发性废水从废水注入端注入离心筒槽中，离心筒槽分离挥发性废水离心为挥发性气体及非挥发性废水，非挥发性废水由废水输出端排出，气体输入端输入空气至离心筒槽中，空气带动挥发性气体一起从气体输出端排出。高温分解装置接收空气及挥发性气体，高温分解处理空气及挥发性气体成无害气体后排出至大气。以此减少设备的建置费用，并能减少副产物及耗能。

Description

挥发性废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理系统，尤其涉及一种处理含挥发性物质的废水的水处理系统。

背景技术

现今工业的废水，常含有在工业工艺中使用的溶剂、清洁剂或是在生产后残余的挥发性物质等，若未适当处理，废水中的挥发性物质会经由溢散挥发后会变成气体型态的有害废气弥漫于空气中，尤其是有机挥发性气体(Volatile Organic Compound，VOC)。VOC对人体健康会产生极大的危害，产生头晕、恶心、呕吐、流泪、刺鼻、咳嗽等症状，浓度过高时可导致中毒死亡，长期接触时会导致肝、肺、呼吸道等疾病，容易导致癌症。另外，VOC通常挥发点及燃点低、且具有可燃烧的特性，当VOC浓度过高时，会有爆炸、燃烧的危险性。因而，对于VOC的处理，是现今在废弃物处理中不得不慎重的一环。

参阅图1A及图1B，现有技术挥发性废水处理系统的单元方框图。如图1A所示，现有技术挥发性废水处理系统500包含一气液接触反应器510及一吸附装置520。气液接触反应器510为蒸馏塔、气提塔等，能将挥发性废水中的物质通过沸点不同的方式分离，并分离出挥发性气体。吸附装置520与气液接触反应器510连接，接收挥发性气体。吸附装置520中可以包含活性碳等以吸附挥发性气体。这种实施方式，吸附挥发性物质后的副产品仍需要委外清运，并进行再处理。副产品的处理是否会产生对于环境的不良效应仍有不确定性，且清运处理需要额外的成本。

除了上述的方式，目前也有利用生物分解的方式处理，虽然处理后产生的生物污泥可以作为堆肥，但仍有场域中挥发性气体浓度过高的疑虑。此外，生物分解的处理时间较长，且生物污泥的暂存也需要大量的空间，副产品的清运成本也相当昂贵。

如图1B所示，现有技术另一实施例之挥发性废水处理系统500的包含气 液接触反应器510及燃烧装置530，此方式为对图1A的实施例的改良。在此实施例中，是利用燃烧装置530以燃烧反应直接将气液接触反应器510所分离出的挥发性气体分解为氮气、二氧化碳、水蒸气等无害气体，从而解决了副产品的问题。但是现有技术挥发性废水处理系统500仍有气液接触反应器510的体积庞大、设备成本昂贵、耗能的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种挥发性废水处理系统，以解决现有上的问题，能缩减体积、减少设备建置成本。

为达上述目的，本实用新型提供一种挥发性废水处理系统，其包含：

一离心式气液分离装置，包含一壳体、一离心筒槽、一废水输入端、一废水输出端、一至少气体输入端及一气体输出端，该壳体中设置该离心筒槽，该离心筒槽包含至少一开口，该废水输入端、该气体输入端、及该气体输出端与该壳体及该离心筒槽连通，该废水输出端与该壳体连通，该废水输入端及该气体输入端分别将注入一挥发性废水及一空气至该离心筒槽，该离心筒槽高速旋转将该挥发性废水离心分离成一挥发性气体及一非挥发性废水，该空气带动该挥发性气体一起从该气体输出端排出，该非挥发性废水经由开口排出离心筒槽，再经由该废水输出端排出至该壳体外；及

一高温分解装置，接收该空气及该挥发性气体，高温分解处理该空气及该挥发性气体成一无害气体后排出。

上述的挥发性废水处理系统，其中该废水输入端及该气体输出端连接于该离心筒槽的顶部，该气体输入端连接于该离心筒槽的侧边、该废水输出端位于该壳体的底部。

上述的挥发性废水处理系统，其中该开口位于该离心筒槽的侧边或底面。

上述的挥发性废水处理系统，其中该离心筒槽高速旋转作动的离心力大于100重力场。

上述的挥发性废水处理系统，其中该高温分解装置为一触媒燃烧装置，该触媒燃烧装置中包含多个活性触媒。

上述的挥发性废水处理系统，其中该多个活性触媒设置于一触媒载体的表面。

上述的挥发性废水处理系统，其中该高温分解装置为一等离子装置，通过等离子分解该空气及该挥发性气体成该无害气体。

上述的挥发性废水处理系统，其中另包含一前处理槽，该前处理槽连接该废水输入端，该前处理槽中添加有一前处理药剂，提升该挥发性废水中的至少一挥发性物质的蒸气压。

上述的挥发性废水处理系统，其中更包含一固碳装置，该固碳装置连接该触媒燃烧装置，接收该无害气体，将该无害气体中的碳元素固化。

上述的挥发性废水处理系统，其中更包含一洗涤塔，该洗涤塔连接该气体输出端及该高温处理装置，将该空气及该挥发性气体进行湿式洗涤后再输入至该高温处理装置。

在上述实施态样中，由于利用离心式气液分离装置，能较传统的气提塔、蒸馏塔的体积、设置成本及耗能大幅节省，同时具有更加的质传效果。此外，可以利用高温分解装置直接将挥发性气体分解为无害气体，能大幅减少副产物，更能减少后续副产物的处理及清运费用。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1A为现有技术挥发性废水处理系统的单元方框图；

图1B为现有技术另一挥发性废水处理系统的单元方框图；

图2为本实用新型一实施例挥发性废水处理系统的单元方框图；

图3为本实用新型的离心式气液分离装置的立体示意图；

图4为本实用新型的高温分解装置一实施例的单元示意图。

其中，附图标记

1 挥发性废水处理系统 10 离心式气液分离装置

11 壳体 13 离心筒槽

15a 废水输入端 131 开口

15b 废水输出端 17a 气体输入端

17b 气体输出端 30 高温分解装置

31 活性触媒 33 触媒载体

40 固碳装置 50 前处理槽

60 洗涤塔 500 挥发性废水处理系统

510 气液接触反应器 520 吸附装置

530 燃烧装置 A 空气

G 无害气体 W 挥发性废水

W_L 非挥发性废水 W_G 挥发性气体

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

参阅图2，本实用新型一实施例挥发性废水处理系统的单元方框图。如图2所示，挥发性废水处理系统1包含离心式气液分离装置10及高温分解装置30。同时参阅图3，本实用新型的离心式气液分离装置的立体示意图。如图3所示，离心式气液分离装置10包含一壳体11、一离心筒槽13、一废水输入端15a、一废水输出端15b、至少一气体输入端17a及一气体输出端17b。

壳体11中设置离心筒槽13。离心筒槽13在底面或侧面开设有至少一开口131。废水输入端15a、气体输入端17a及气体输出端17b连通壳体11及离心筒槽13。废水输出端15b连通壳体11。废水输入端15a及气体输入端17a分别输入挥发性废水W及空气A至离心筒槽13中。

离心筒槽13高速旋转产生离心作用，促使密度不同的物质产生不同的加速度，同时产生负压效应及涡流现象，密度轻的物质被吸引朝上流动、密度重的物质向下流动，而使挥发性废水W中的物质分层。另外，挥发性废水W的液面与空气A接触，空气A能形成一空气流，促使挥发性废水W中的挥发性物质在离心作用时快速地转换为挥发性气体W_G，而提升质传效果，快速地分离挥发性废水W为一挥发性气体W_G及一非挥发性废水W_L。

非挥发性废水W_L在离心作用时为液滴状，能经由开口131排出离心筒槽13，再经过蓄积后由废水输出端15b排出壳体11之外。另外，空气A带动动挥发性气体W_G从气体输出端17b排出。在此实施例中，废水输入端15a及气体输出端17b是位于离心筒槽13的上方、废水输出端15b位于壳体11的下方，而气体输入端17a位于离心筒槽13的侧边。在此仅为示例，但不限于此。

由于离心筒槽13高速旋转产生的离心力大于100重力场(100G)，能提升 在离心式气液分离装置10中物质的质传速率，同时能够缩减离心式气液分离装置10的体积以及设备的建置成本，而更符合经济效应。

高温分解装置30接收空气及挥发性气体W_G，高温分解处理空气A及挥发性气体W_G成一无害气体G后排出至大气，在此，无害气体G是为水蒸气、氮气及二氧化碳为主。

高温分解装置30可以为燃烧装置，例如直燃式燃烧炉，或者触媒燃烧装置。由于一般的有机性挥发气体，再经过燃烧反应后，产物为水蒸气及二氧化碳，能直接排放至大气而不会产生固态的副产品。

参阅图4，本实用新型的高温分解装置一实施例的单元示意图。如图4所示，高温分解装置30可进一步限定为触媒燃烧装置，藉由触媒能够降低燃烧反应的活化能，而使燃烧的温度大幅降低。例如，传统直燃式燃烧炉通常需达到700至800℃才能达到完全燃烧，触媒燃烧装置则可以降低至300至400℃，而有效地减少能量的消耗。触媒燃烧装置中包含多个活性触媒31，例如金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、钨(W)等，可以形成发泡状、蜂巢状的多孔性触媒壁面，而增加挥发性气体WG与触媒的接触面积。此外，活性触媒31可以设置成颗粒状，设置于触媒载体33的表面，触媒载体33可以为氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铈(CeO)、氧化锰(Mn₂O₃)等。

高温分解装置30也可以为等离子装置，利用高能尖端放电产生等离子，利用等离子的高能量直接裂解挥发性气体W_G的结构，而与空气A及挥发性气体W_G反应成无害气体G。

再次参见图2，挥发性废水处理系统1另包含一固碳装置40。固碳装置连接高温处理装置，接收无害气体G，将无害气体G中的二氧化碳固化。例如，如下述的化学反应反应式(1)、反应式(2)等将二氧化碳固化以减少二氧化碳的排放量，并能将产物再利用。

反应式(1)：Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃+H₂O

反应式(2)：NaOH+CO₂→NaHCO₃

再次参见图2，挥发性废水处理系统1另包含一前处理槽50。前处理槽50连接废水输入端15a，挥发性废水W先在前处理槽50中进行前处理，再输入离心式气液分离装置10中。前处理槽50中添加有一前处理药剂，提升挥发性废水W中的挥发性物质的蒸气压。例如，前处理槽中添加有液碱能使得提 升挥发性废水W中的氨离子(NH₄ ⁺)转为氨气(NH_3(g))，或者添加能促进沸点下降的物质，使整体挥发性蒸气压提升，以在离心分离时充分将挥发性废水W中的挥发性物质转换成气态的挥发性气体W_G。

挥发性废水处理系统更包含一洗涤塔60，洗涤塔60连接气体输出端17b及高温处理装置30，将空气A及挥发性气体W_G进行湿式洗涤后再输入至高温处理装置30。洗涤塔60可以利用喷洒药剂的湿式洗涤，去除挥发性气体W_G中的酸性挥发物质，例如，氯化氢(HCl)、二氧化硫(SO₂)、氢氟酸(HF)、氯气(Cl₂)等。藉此可增加高温处理装置30的使用寿命。

本实用新型上述的各实施例中，主要是利用离心式气液分离装置来进行气液分离，以此方式能够提升质传的效果，此外，离心式气液分离装置较传统的方式，具有体积小、设置费用便宜、耗能低等优点。在此，将离心式气液分离装置与高温分解装置结合，直接将挥发性气体分解为无害气体，没有固态副产物的问题，而不需额外的处理及清运费用。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种挥发性废水处理系统，其特征在于，包含：

一离心式气液分离装置，包含一壳体、一离心筒槽、一废水输入端、一废水输出端、一至少气体输入端及一气体输出端，该壳体中设置该离心筒槽，该离心筒槽包含至少一开口，该废水输入端、该气体输入端、及该气体输出端与该壳体及该离心筒槽连通，该废水输出端与该壳体连通，该废水输入端及该气体输入端分别将注入一挥发性废水及一空气至该离心筒槽，该离心筒槽高速旋转将该挥发性废水离心分离成一挥发性气体及一非挥发性废水，该空气带动该挥发性气体一起从该气体输出端排出，该非挥发性废水经由开口排出离心筒槽，再经由该废水输出端排出至该壳体外；及

一高温分解装置，接收该空气及该挥发性气体，高温分解处理该空气及该挥发性气体成一无害气体后排出。

2.根据权利要求1所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，该废水输入端及该气体输出端连接于该离心筒槽的顶部，该气体输入端连接于该离心筒槽的侧边、该废水输出端位于该壳体的底部。

3.根据权利要求1至2的任意一项所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，该开口位于该离心筒槽的侧边或底面。

4.根据权利要求1至2的任意一项所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，该离心筒槽高速旋转作动的离心力大于100重力场。

5.根据权利要求1所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，该高温分解装置为一触媒燃烧装置，该触媒燃烧装置中包含多个活性触媒。

6.根据权利要求5所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，该多个活性触媒设置于一触媒载体的表面。

7.根据权利要求1所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，该高温分解装置为一等离子装置，通过等离子分解该空气及该挥发性气体成该无害气体。

8.根据权利要求1所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，另包含一前处理槽，该前处理槽连接该废水输入端，该前处理槽中添加有一前处理药剂，提升该挥发性废水中的至少一挥发性物质的蒸气压。

9.根据权利要求5所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，更包含一固碳装置，该固碳装置连接该触媒燃烧装置，接收该无害气体，将该无害气体中的碳元素固化。

10.根据权利要求1所述的挥发性废水处理系统，其特征在于，更包含一洗涤塔，该洗涤塔连接该气体输出端及该高温处理装置，将该空气及该挥发性气体进行湿式洗涤后再输入至该高温处理装置。