TW201213242A - Flocculating agent for waste water treatment and method of using thereof - Google Patents

Description

201213242 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於廢水處理之絮凝劑及其使用方 法’且更特定言之，係關於一種用於使廢水之廢物及其他 污染物聚結及絮凝的絮凝劑及其使用方法。 【先前技術】 現今，海水、河水、池塘水及湖水之污染正由於諸如 污水系統之缺陷、漏油、海洋傾倒、富營養化等各種原因 而增加。除此之外，水污染之主要因素之一為高度集中之 工業區（特別是接近重要水源之彼等區域）中工業廢物之 處置。許多工業設施使用淡水自設備中帶走廢物且帶至 >可、湖及海洋中。此外，由於工業上廣泛使用水且排放未 充分處理或甚至未處理之廢水，因此清潔水源及工業水源 正在耗竭。水污染之另一主要原因為日益增加之城市人 口’其導致家庭廢水增加《因此，供應工業用淡水及家庭 用淡水已變得愈加困難。 因此’為了再使用水而進行廢水處理相當重要，無論 其是用於人類消耗、工業使用還是為了保護環境。已知各 種水處理方法且用於達成上述目的。在一種情況下，出於 人類消耗之目的，用氣釋放劑處理水。然而，經氣釋放劑 處理之水具有許多缺點，諸如令人不愉快之氣味及口味。 此外，當氣化水中存在酚類時’該等酚類將與氣反應產生 三氣盼’其會加重氣化水的令人不愉快之口味及氣味。經 氣處理之水的另一缺點為氩釋放劑不會使水中之膠體粒子 4 201213242 及懸浮固體聚結及/或絮凝，因為其僅僅起消滅水中存在之 細菌的作用。 另一處理水之已知方法為添加絮凝劑（諸如硫酸鋁、 無機小分子絮凝劑、無機聚合物絮凝劑、有機聚合物絮凝 劑、明職石夕膠）1廢水中以使廢水之廢物聚結及絮凝。 此技術已廣泛用於處理汙廢水、飲用水、工業廢水等。但 是，此等熟知絮凝劑之使用有限制。 儘管硫酸铭由於其相對低成本生產而為最常用之絮凝 劑’但其並非極有效之絮凝劑。舉例而言，聚結及絮凝速 度極低，且所形成之絮凝物的尺寸較，卜此外，使用硫酸 紹必須.伴隨有高溫以進行充分聚集。另外，硫酸紹使經處 理之水具有高度酸性，出於中和之目#，又需要輸入大量 鹼性物質。 然而，屬於無機小分子絮凝劑群之氯化鐵顯示較強聚 結及絮凝性’因為所形成之絮凝物較大且其足以有效地使 廢物以及重金屬聚結及絮凝。但是，氯化鐵溶液具有高度 腐融性且穩定性低。除此之外，使用氯化鐵處理廢水必須 伴隨有熟石灰，其料致污泥A量產生。烘烤該污泥又會 引起其他環境污染，此並不切合實際。 因此’本發明之—目標為藉由引人新賴及創造性絮凝 劍來解決上述技術缺點，該絮凝劑用於處理由家庭、商業 及工業排放產生之廢水。絮凝劑藉由使廢水中之廢物及其 他污染物以懸浮固體及膠體粒子之形式聚結及絮凝而起作 用0 201213242 【發明内容】 本發明係關於一種新穎及創造性絮凝劑，其用於處理 由家庭、商業及工業排放產生之廢水。絮凝劑藉由使廢物 及其他污染物以懸浮固體及膠體粒子之形式聚結及絮凝成 絮凝物或薄片而起作用。絮凝物隨後可浮動至液體上部， 或沈降至液體底部，隨後可容易地自液體濾掉。 在本發明之一具體實例中，絮凝劑包含以重量計2 52〇/〇 至12.52%^20、43_25%至 53.25%8102、16.52%至 26.52%

Al2〇3、1%至 6.06% K20、1%至 10.22% CaO、1%至 8 25% Fe、 1-12%至11.12%聚葡萄胺糖及2.06%至12.06%陶究粉。 在本發明之一較佳具體實例中，絮凝劑包含以重量計 7.52% Na2〇、48.25% Si02' 21.52% Al2〇3、1.06〇/〇 κ20、5.22%

CaO、3.25% Fe、6.12%聚葡萄胺糖及7.06%陶竞粉。 在本發明之另一具體實例中，絮凝劑中存在之上述組 份每一者之粒度均為約50 μιη。 在本發明之另一具體實例中，絮凝劑可用於處理由家 庭、商業及工業排放產生之廢水，諸如水溶性塗料廢水、 水溶性機械廢水、工廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、 鐵（ΠΙ)氧化物廢水、絡廢物、神廢水、污泥、其他污染液體 及其類似物。 在本發明之又一具體實例中，絮凝劑進一步用於使染 料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色。 在本發明之又一具體實例中，良好地處理廢水所需要 之絮凝劑之量為100 mg/L至4000 mg/L。 6 201213242 【實施方式】 藉由參考以下詳細描述，本發明之上述及其他特 目標將變得更明顯且更好理解。應瞭解下文已知 、 心坪細描 述不欲為詳盡的或限制本發明於所揭示之確切形式， 本發明可能採用各種代替形式。反之，除非申請；利= 另外明確表述，否則詳細描述將覆蓋對本發明所作出的所 有相關修改及改變。 根據本發明，揭示一種新穎及創造性絮凝劑，其藉由 使廢物及其他污染物以懸浮固體及膠體粒子之形式聚結及 絮凝用來處理廢水。聚結及絮凝之廢物亦稱為絮凝物或薄 片’隨後可浮動至液體上部或沈降至液體底部，可輕易地 自液體濾掉。 絮凝劑包含以重量計2.52%至12.52% Na20、43.25%至 53.25% Si02、16.52%至 26.52% Al2〇3、1〇/〇至 6.06% Κ2〇、 1%至 10.22% CaO、1 %至 8.25% Fe、1.12%至 11.12%聚葡萄 胺糖及2.0 6 %至12 · 0 6 %陶瓷粉。較佳地，絮凝劑包含以重 量計 7.52% Na20、48.25% Si02、21.52% Al2〇3、1.06% K20、 5,22%〇&〇、3.25%?6、6.12%聚葡萄胺糖及7.0 6%陶瓷粉。 上述組份每一者之粒度均為約5 0 μηι。 絮凝劑非常有效地處理由家庭、商業及工業排放產生 之各種廢水，諸如水溶性塗料廢水、水溶性機械廢水、工 廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、鐵（III)氧化物廢水、 鉻廢水、砷廢水、污泥、其他污染液體及其類似物。絮凝 劑亦非常有效地使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類 201213242 似物脫色。 有效處理廢水所需之絮凝劑之量實際上基於廢水之類 型。參考表1中關於處理不同種類廢水所需要之絮凝劑之 量的非詳盡實例。一般而言，1〇〇 mg/L至4000 mg/L絮凝 劑添加至廢水中會產生良好的聚結及絮凝結果。在添加絮 凝劑時，將廢水劇烈攪拌約丨〇秒及再靜置丨〇秒’觀測到 絮凝物形成。廢水溫度及pH值不影響絮凝劑之效能。因此， 無需用加熱及驗性或酸性化學物質對廢水進行預處理及後 處理，使得成本進一步降低。圖]至圖8說明不同類型廢 水在添加絮凝劑之前及之後的情況 表 1 : _處理不同類型廢水所需要之絮凝劑之量 »g/L)_ 水溶性塗料廢水 廢水類型 水溶性機械廢水 工廠廢水 建築工地廢水 混凝土廢水 鐵(III)氧化物廢水 鉻廢水 湖廢水 水庫廢水 養魚場廢水 i申廢水^ 量（丨 4000 4000 150 150 200 200 200 20-50 20-50 10-30 100 用諸如層析法、分光光度計及JIS κ 〇1〇2之各種偵測 方法來測試經根據本發明之絮凝劑處理之工業廢水中的有 害及有毒組份《測試結果顯示於表2中。根據測試結果， 在經處理之卫業廢水中不存在或未偵測到有害及有毒組 份，例如烷基汞、汞化合物、鎘化合物、鉛、磷、鉻、砷、 氰化氫、氣苯、銅、鋅、氟及其類似物。 8 201213242 表2 :經絮凝劑處理之工業廢水中有害及有毒物質的偵

份 結果 偵測方法 烷 未偵測到（<0.0005) 層析法 汞化皇避一 未禎測到（<0.0005) AA分光光度計 鎘化__ 未偵測到（<0.002) JISK 0102 55.2. AA 鉛 一_____ 未偵測到（<0.05 ) JISK0102 54.2. AA 鱗 ____ 未偵測到（<0.01) 氣相層析法 _Ζι—----- 絡__—- 未偵測到（<0.05 ) JISK0102 65.2.1.ICP 石申 ____ 未偵測到（<0.09) JISK 0102 61.1. ICP 匕氫一__ 未偵測到（<0.01) JISK 0102 38.1.2.及 38.3. AA 氣苯_____ 未偵測到（<0.0005 ) JIS K 0093 AA 銅 一______ 未偵測到（<0.10) JIS K 0102 52.2. ICP 鋅 - 未偵測到（<0.50) JISK 0102 53.2. ICP TZZZZL- 未偵測到（<1.0) JISK 0102 34.1. ICP 收二集Petronas Melacca精煉廠之廢水且用根據本發明之 絮凝劑.處理。用APHA第19版（1995 )中公開之方法分析 經處理·之樣品中污染物之量。結果製成表格且顯示如下： 用根據本發明之絮凝劑處理之廢水

測爸一_—— 用絮凝劑處理之廢水 標準B規範1 方法 pH 值 - ----一-- 6.44 5.5-9.0 APHA4500-HB BOD (在 20°C下 5 天） 29 mg/L 50 mg/L APHA 5210 B 及 APHA 4500 OC COD ___- 130 mg/L 100 mg/L APHA 5220 B 懸浮固體____ 12 mg/L 100 mg/L APHA 2940 D 油及油脂_____— NDLT 2.5 mg/L 10 mg/L APHA 5520 B 游離氣離子^-- 0.31 mg/L 2.0 mg/L APHA4500-C1G 酚 — NDLT 0.1 mg/L 1.0 mg/L APHA5530-D 硫化物 _________ NDLT 0.2 mg/L 0.5 mg/L APHA4500-SZ'E 氮（氨）______— 0.9 mg/L 、你 NA mg/L APHA4500-NH2F NA表示不適用於所述規範 9 1 馬來西亞環境品質法案（1974) ’環境品質（污水及工業廢水）條例（1979) (Malaysian Environment Quality Act 1974, Environment Quality (Sewage & Industrial Efifluents) Regulations 1979) ' 201213242 參看以上鑑別結果，懸浮固體、油及油脂之污染物含 量顯著減少《此外，經絮凝劑處理之廢水的生物需氧量 (BOD )及化學需氧量（c〇D )水準顯著低於如馬來西亞環 境品質法案（1974 )及環境品質（污水及工業廢水）條例 (1 979 )中所述的標準b規範^ BOD為用於測定水中存在 之生物有機體對該水中溶解之氧之吸收率的標準化學程 序’而COD為間接量測水中有機化合物之量的測試方法。 BOD與COD均通常用於水質之度量及指示中。除此之外， 游離氣、盼、硫化物及氨之量亦顯著減少。 【圖式簡單說明】 圖1說明根據本發明之絮凝劑對水溶性塗料廢水之作 用； 圖2說明根據本發明之絮凝劑對水溶性機械廢水之 用； 圖3說明根據本發明之絮凝劑對工廠廢水之作用； 圖4說明根據本發明之絮凝劑對建築工地廢水之作用; 圖5說明根據本發明之絮凝劑對混凝土廢水之作用； 作用圖6說明根據本發明之絮凝劑對鐵（ΙΠ)氧化物廢水之 圖7說明根據本發明之絮凝劑對鉻廢水之作用；且 ^ 8說明根據本發明之絮凝劑對砷廢水之作用。 【主要元件符號說明】 無 10

Claims (1)

1. 201213242 七、申請專利範圍： i·一種用於廢水處理之絮凝劑，其包含以重量計 2.52%至 12.52% Na20 ; 43.25%^. 53.25% Si02 ； 1 6.520/0 至 26.52%八12〇3; 1%至 6.06% K20 ; 1%至 10.22% CaO ; 1%至 8.25% Fe ; 1.12%至11.12%聚葡萄胺糖；及 2.06%至12.06%陶瓷粉； 其中該等組份每一者之粒度均為約5〇 μιη。 2·如申請專利範圍第丨項之絮凝劑，其中該絮凝劑較佳 包含以重量計 7.52% Na20、48.25% Si02、21.52% A1203、 1-06%1(：2〇、5,22%€&〇'3.25%卩6、6.12%聚葡萄胺糖及 7.06%陶瓷粉。 3. 如申請專利範圍第1項之絮凝劑，其中由家庭、商業 及工業排放產生之該廢水為（但不限於）水溶性塗料廢水、 水溶性機械廢水、工廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、 鐵（III)氧化物廢水、鉻廢水、畔廢水、污泥、其他污染液體 或其類似物。 4. 如申請專利範圍第1項之絮凝劑，其中該絮凝劑進一 步用於使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色。 5. —種使用絮凝劑處理廢水之方法，該絮凝劑包含以重 量計 2.52%至 12.52% Na20、43.25%至 53.25% Si02、16.52% 201213242 至 26.52。/。Al2〇3、1%至 6.06% Κ2〇 ' 1%至 1〇 22% Ca〇、ι% 至 8.25/〇 Fe 1.12/〇至 11.12%聚葡萄胺糖及 2 〇6%至 陶瓷粉，其中該等組份每一者之粒度均為約5〇 ，該方法 係藉由將100 mg/L至4000 mg/L該絮凝劑添加至該廢水、 污泥及/或污染液體中來達成。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中該絮凝劑較佳包 含以重量計 7.52% Na20、48.25% Si02、21.52% Al2〇3、1.06% 〖2〇、5.22%€3〇、3.25%?6、6.12%聚葡萄胺糖及7.06%陶 瓷粉。 7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中由家庭、商業及 工業排放產生之該廢水為（但不限於）水溶性塗料廢水、 水溶性機械廢水、工廠廢水 '建築工地廢水、混凝土廢水' 鐵（III)氧化物廢水、鉻廢水、砷廢水、污泥、其他污染液體 或其類似物。 8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該絮凝劑進一步 用於使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色 八、圖式. (如次頁） 12