TW201416330A

TW201416330A - 廢水處理方法及其設備

Info

Publication number: TW201416330A
Application number: TW101139052A
Authority: TW
Inventors: Kuo-Yi Chen; I-Chang Tsao; Ching-Lien Chen
Original assignee: Mega Union Technology Inc
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-05-01
Also published as: CN103771573A

Abstract

本發明提供一種廢水處理方法，用以處理包含有硫酸與過氧化氫的一種酸性廢水，其包括下列步驟。首先，將一鹼性溶劑加入酸性廢水中，以與硫酸反應而形成包含有一硫酸化合物以及過氧化氫的一產物。接著，再利用一觸媒去除產物中的過氧化氫。然後，將產物分離為一低濃度廢水以及硫酸化合物，以回收硫酸化合物。另外，本發明亦提供一種廢水處理設備。形成於一反應槽中的產物會被注入一沉澱過濾槽中，過氧化氫會在其中通過一過濾器並與一觸媒反應而被去除，而包含有硫酸化合物的微粒則會在其中沉澱於底部而被回收。

Description

廢水處理方法及其設備

本發明是有關於一種廢水(waste water)的處理方法及其設備，且特別是有關於一種包含有硫酸(sulfuric acid，化學式為H₂SO₄)與過氧化氫(hydrogen peroxide，化學式為H₂O₂，俗稱雙氧水)的廢水的回收處理方法及其設備。

隨著氣候變遷日益劇烈，全球各地發生澇災與旱災的機率也逐漸昇高，進而導致越來越不容易有效地保存與利用人類生存所不可或缺的乾淨水資源。更重要的是，全球人口數量急速成長與工業科技的迅速發展，導致人類對於環境污染日益嚴重，更使得水資源的保存與利用問題越來越惡化。因此，如何能夠有效地回收工業廢水(industrial waste water)中的污染物質，以降低污染物質對於環境的污染，已逐漸成為世界各國政府亟待解決的問題之一。

舉例來說，在半導體製造(semiconductor fabrication)過程中，每一道製程都可能會有微粒(particle)、有機殘留物(organic remains)、無機殘留物(inorganic residue)等潛在性的污染物(contamination)殘留在矽晶圓(silicon wafer)或者是矽晶片(silicon chip)的表面上。因此，在每一道製程之前及之後都必須要以不同的溶液(solution)進行多道清洗晶圓的步驟，以移除這些污染物，並且在矽晶圓或者是矽晶片表面上生成一層氧化薄膜(oxide thin film)，以避免這些污染物導致缺陷生成(defect generation)以及元件特性失效(device characteristic failure)。

在上述的污染物中，有機殘留物會在矽晶圓或者是矽晶片的表面上形成一個疏水性表面(hydrophobic surface)，進而大幅降低最後一道純水清洗步驟的清洗效率。因此，在純水清洗步驟之前，通常還會有一道硫酸清洗步驟，以便利用硫酸的強氧化性來破壞有機殘留物的碳氫鍵結(hydrocarbon bonds)，進而造成有機殘留物脫水而形成碳化物(carbide)。另外，過氧化氫則因為可用來將碳化物氧化成一氧化碳(carbon monoxide)或者是二氧化碳(carbon dioxide)氣體而經常被用來稀釋硫酸。

值得注意的是，由於硫酸與過氧化氫皆具有強氧化性，因此二者對於環境及生物而言皆為有害物質。也因此，若未能有效回收硫酸清洗步驟的製程廢水，則排放至環境中的硫酸與過氧化氫將會對環境造成污染。除此之外，目前部分國家已經立法，或者是傾向於立法，來限制製程廢水中的硫酸與過氧化氫含量。因此，亟需提供新的廢水處理方法及設備，以便能夠更有效處理包含有硫酸與過氧化氫的製程廢水。

為了解決上述問題，本發明提供了一種廢水處理方法以及一種廢水處理設備，以去除酸性廢水中的過氧化氫，並且將酸性廢水中的硫酸轉換為可回收再利用的硫酸化合物(sulfuric compound)。

本發明提供一種廢水處理方法，用以處理包含有硫酸與過氧化氫的一種酸性廢水(acid waste water)，其包括下列步驟。首先，將一鹼性溶劑(alkaline solvent)加入酸性廢水中，以與硫酸反應而從酸性廢水中去除硫酸，進而形成包含有一硫酸化合物以及過氧化氫的一產物(product)。接著，再利用一觸媒(catalyst)去除產物中的過氧化氫。然後，將產物分離為一低濃度廢水以及硫酸化合物，以回收硫酸化合物。

在本發明的一實施例中，在上述酸性廢水中加入上述鹼性溶劑之前，更包括將上述酸性廢水中的硫酸稀釋至一特定濃度(predetermining concentration)。在一特定實施例中，上述至少部分的硫酸可利用上述低濃度廢水稀釋至上述特定濃度。而且，在一特定實施例中，在將上述酸性廢水中的硫酸稀釋至上述特定濃度的過程中，更可包括一冷卻上述酸性廢水的步驟。

在本發明的一實施例中，在上述酸性廢水中加入上述鹼性溶劑的過程中，更包括冷卻上述酸性廢水的步驟。

在本發明的一實施例中，上述鹼性溶劑包括氫氧化鈣(calcium hydroxide，化學式為Ca(OH)₂，俗稱熟石灰(hydrated lime))、氧化鈣(calcium oxide，化學式為CaO，俗稱生石灰(quicklime))以及氫氧化錳(manganese oxide，化學式為Mn(OH)₂)至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述鹼性溶劑持續被加入上述酸性廢水中，直到上述產物的酸鹼值(pH value)高於8。

在本發明的一實施例中，上述觸媒包括活性碳(activated carbon fibers,ACF)、二氧化錳(manganese dioxide，化學式為MnO₂)以及鐵錳砂(manganese ore)至少其中之一。

在本發明的一實施例中，在回收上述硫酸化合物之後，更包括對上述硫酸化合物進行脫水處理(dehydration process)以及烘乾處理(drying process)至少其中之一。

本發明更提供一種廢水處理設備，用以處理包含有硫酸與過氧化氫的一酸性廢水，並且包括一反應槽(reaction tank)、一沉澱過濾槽(settlement and filtration tank)、一第一攪拌裝置(stirring device)、至少一過濾器(filter)以及至少一觸媒。反應槽適於注入酸性廢水以及一鹼性溶劑，以從酸性廢水中去除硫酸，進而形成包含有一硫酸化合物以及過氧化氫的一產物。沉澱過濾槽連通於反應槽，並且適於從反應槽注入產物。第一攪拌裝置配置於沉澱過濾槽中，用以攪拌產物。過濾器配置於沉澱過濾槽中，用以阻擋產物中包含有硫酸化合物的微粒進入過濾器中。觸媒配置於過濾器中，其中產物中的過氧化氫適於通過過濾器，以與觸媒反應而從產物中去除。

在本發明的一實施例中，上述鹼性溶劑包括為氫氧化鈣、氧化鈣以及氫氧化錳至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述鹼性溶劑持續被加入上述酸性廢水中，直到上述產物的酸鹼值高於8。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括連通於上述反應槽的一第一貯存槽(storage tank)，其中第一貯存槽用以貯存水，並且適於將水注入上述反應槽中，以在將上述鹼性溶劑注入上述反應槽中之前將上述酸性廢水中的硫酸稀釋至一特定濃度。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括連通於上述反應槽的一第二貯存槽，其中第二貯存槽用以貯存上述酸性廢水，並且適於將上述酸性廢水注入上述反應槽中。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括連通於上述反應槽的一第三貯存槽，其中第三貯存槽用以貯存上述鹼性溶劑，並且適於將上述鹼性溶劑注入上述反應槽中。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括熱耦合(thermal coupling)於上述反應槽的一冷卻裝置(cooling device)。在一特定實施例中，上述冷卻裝置包括一氣冷式冷卻裝置(air-cooled cooling device)、一水冷式冷卻裝置(water-cooled cooling device)以及一熱交換器(heat exchanger)至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括配置於上述反應槽中的一第二攪拌裝置。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括連通於上述反應槽與上述沉澱過濾槽之間的一回收槽(collecting tank)，其中上述產物中的微粒適於沉澱於上述沉澱過濾槽的一底部，而剩餘的上述產物適於溢流至回收槽中，並且適於從回收槽注入上述反應槽中，以在將上述鹼性溶劑注入上述反應槽中之前將上述酸性廢水中的硫酸稀釋至一特定濃度。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括一污泥斗(hopper)，其中上述產物中的微粒適於在沉澱於上述沉澱過濾槽的一底部之後回收至污泥斗中。在一特定實施例中，上述廢水處理設備更可包括一脫水裝置(dehydrating device)，其中微粒在沉澱於上述沉澱過濾槽的底部之後，可先經由上述脫水裝置分離為一低濃度廢水以及包含有上述硫酸化合物的一污泥(sludge)，然後再將污泥回收至上述污泥斗中。而且，在一特定實施例中，上述脫水裝置可包括一真空式脫水機(vacuum dehydrator)、一離心式脫水機(spin dehydrator)、一濾袋式脫水機(filter dehydrator)以及一板框式脫水機(filter press dehydrator)至少其中之一。另外，在一特定實施例中，上述低濃度廢水可回收至上述回收槽中，並且可從上述回收槽注入上述反應槽中，以在將上述鹼性溶劑注入上述反應槽中之前將上述酸性廢水中的硫酸稀釋至一特定濃度。再者，在一特定實施例中，上述廢水處理設備更可包括連通於上述反應槽與上述脫水裝置之間的一回收槽，其中上述低濃度廢水可回收至上述回收槽中，並且可從上述回收槽注入上述反應槽中，以在將上述鹼性溶劑注入上述反應槽中之前將上述酸性廢水中的硫酸稀釋至一特定濃度。另外，在一特定實施例中，上述廢水處理設備更可包括配置於上述污泥斗與上述脫水裝置至少其中之一的一乾燥裝置(drying device)。而且，在一特定實施例中，上述乾燥裝置可包括一熱風直接加熱式乾燥機(hot gas directly heating dryer)、一熱風傳導加熱式乾燥機(hot gas transmission heating dryer)、一熱輻射式乾燥機(thermal radiation dryer)、一除濕式乾燥機(desiccant dryer)、一低溫冷凍式乾燥機(cryogenic dryer)、一低溫減壓式乾燥機(low temperature vacuum dryer)、一平板式乾燥機(flatbed dryer)以及一滾筒式乾燥機(tumble dryer)至少其中之一。另外，在一特定實施例中，上述反應槽可經由一熱交換器熱耦合於上述脫水裝置與上述乾燥裝置至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述過濾器為一匣式過濾器(cartridge filter)。

在本發明的一實施例中，上述觸媒包括活性碳、二氧化錳以及鐵錳砂至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述廢水處理設備更包括鄰近於上述過濾器配置的一清洗裝置(cleaning device)。

基於上述，本發明所提供的廢水處理方法與廢水處理設備不僅能夠去除酸性廢水中的過氧化氫，也能夠將酸性廢水中的硫酸轉換為可回收再利用的硫酸化合物。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在以下的實施例中，在不同實施例中所使用的相同元件符號用以指代相同或者是相似的元件或者是步驟。

圖1繪示出根據本發明一個第一實施例的一種廢水處理方法的流程圖。請參考圖1所示，用以處理包含有硫酸與過氧化氫的一種酸性廢水的處理方法包括下列步驟。首先，如步驟S110所示，將一鹼性溶劑加入酸性廢水中，以與硫酸反應而從酸性廢水中去除硫酸，進而形成包含有一硫酸化合物以及過氧化氫的一產物。接著，如步驟S120所示，再利用一觸媒去除產物中的過氧化氫。然後，如步驟S130所示，再將產物分離為一低濃度廢水以及硫酸化合物，以回收硫酸化合物。

更詳細而言，在本發明的一個較佳實施例中，鹼性溶劑可為氫氧化鈣。於此情況下，硫酸化合物即為氫氧化鈣與酸性廢水中的硫酸產生化學反應(chemical reaction)之後所形成的硫酸鈣(calcium sulfacte，化學式為CaSO₄)結晶(crystal)。因此，只要靜置一段時間讓硫酸鈣結晶持續沉澱，即可將產物分離為低濃度廢水與硫酸鈣結晶，進而回收硫酸鈣結晶。然而，在其他實施例中，鹼性溶劑亦可為氧化鈣或者是氫氧化錳。於此情況下，硫酸化合物即為氧化鈣或者是氫氧化錳與酸性廢水中的硫酸產生化學反應之後所形成的產物-硫酸鈣結晶或者是硫酸錳(manganese sulfate，化學式為MnSO₄)結晶。再者，在本發明的一個較佳實施例中，觸媒可由活性碳、二氧化錳以及鐵錳砂至少其中之一所組成。除此之外，觸媒還可以使用目前市面上可以買到的多種固態酵素(solid state enzyme)至少其中之一。

圖2繪示出根據本發明一個第二實施例的一種廢水處理方法的流程圖。請參考圖2所示，第二實施例中的廢水處理方法與第一實施例中的廢水處理方法相似，二者不同之處主要有下列幾點。

首先，在半導體製造過程中，為了要確保能夠完全移除矽晶圓或者是矽晶片表面上的有機殘留物，硫酸清洗步驟中通常會使用到高濃度的硫酸。因此，硫酸清洗步驟所產生的酸性廢水的酸鹼值可能會小於1。於此情況下，若直接將鹼性溶劑加入酸性廢水中，酸性廢水便可能會因為劇烈的化學反應而噴濺甚至是爆炸。因此，為了安全起見，在進行步驟S110’之前，更可先將酸性廢水中的硫酸稀釋至一特定濃度，即步驟S100。

在本發明的一個較佳實施例中，特定濃度可為硫酸占酸性廢水的體積百分比(volume percentage)小於或等於10%。而且，在稀釋硫酸的過程中，可先使用步驟S130所產生的低濃度廢水來進行初步稀釋。然後，再使用水或者是其他溶劑繼續稀釋，直到硫酸占酸性廢水的體積百分比達到特定濃度為止。

值得注意的是，在稀釋硫酸的過程中通常會釋放出大量的熱能。因此，在本發明的一個較佳實施例中，進行步驟S100的過程中最好是同時對酸性廢水進行冷卻。同樣地，在氫氧化鈣與硫酸產生化學反應的過程中通常也會釋放出大量的熱能。因此，在本發明的一個較佳實施例中，進行步驟S110’的過程中最好也要同時對酸性廢水進行冷卻。同樣地，步驟S110’最好是加入過量的鹼性溶劑(例如氫氧化鈣)而使產物的酸鹼值達到8以上，以儘可能避免仍有硫酸殘留在產物中。而且，當產物的酸鹼值達到8以上時，亦會較為有利於進行步驟S120，亦即以觸媒去除產物中的過氧化氫。除此之外，在其他實施例中，步驟S110’也能夠僅進行到產物的酸鹼值約等於或者是略小於7。此時，便可能會有微量的硫酸仍然殘留在產物中。

除此之外，在步驟S130中所回收到的硫酸化合物可能會呈泥狀沉澱物(mashed precipitate)。因此，如步驟S140所示，第二實施例更可在步驟S130之後對硫酸化合物進行脫水處理以及烘乾處理至少其中之一，以便於硫酸化合物的運送與儲存等後續處理。

為了讓所屬技術領域中具有通常知識者能夠更容易理解上述廢水處理方法。以下將再以具體實施例進一步揭露一種廢水處理設備。值得注意的是，上述廢水處理方法並非只能利用下述廢水處理設備才能進行。

圖3繪示出根據本發明一個第三實施例的一種廢水處理設備的結構示意圖。請參考圖3所示，廢水處理設備100a可用以處理包含有硫酸與過氧化氫的酸性廢水，並且其包括一個反應槽110a、連通於反應槽110a的一個沉澱過濾槽120a、配置於沉澱過濾槽120a中的一個攪拌裝置130a、配置於沉澱過濾槽120a中的至少一個過濾器140a(圖3中示意地繪示出兩個過濾器)以及配置於過濾器140a中的至少一個觸媒150a(圖3中示意地繪示出分別配置於兩個過濾器140a中的兩個觸媒150a)。同樣地，觸媒150a不僅可由活性碳、二氧化錳以及鐵錳砂至少其中之一所組成，也可以使用目前市面上可以買到的多種固態酵素至少其中之一。

廢水處理設備100a在運作時，可先將酸性廢水以及鹼性溶劑(例如為氫氧化鈣)注入反應槽110a中，以便從酸性廢水中去除硫酸，進而形成包含有硫酸化合物(例如為硫酸鈣結晶)以及過氧化氫的產物。接著，可再經由泵浦190d從反應槽110a將產物注入沉澱過濾槽120a中。在沉澱過濾槽120a中，包含有硫酸化合物的微粒會被過濾器140a阻擋而無法進入過濾器140a中，而產物中的過氧化氫則可經由攪拌裝置130a的持續攪拌而通過過濾器140a，以與觸媒150a反應而從產物中去除。

值得注意的是，為了避免反應槽110a受到酸性廢水與產物的腐蝕，在本發明的一個較佳實施例中，反應槽110a的內表面上最好是內襯有一層聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene,PTFE，俗稱鐵氟龍Teflon)以及一層聚氟化二乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)至少其中之一。再者，為了避免沉澱過濾槽120a受到產物的腐蝕，在本發明的一個較佳實施例中，沉澱過濾槽120a最好是以SUS316材質所製作而成。另外，在本發明的一個較佳實施例中，最好是持續地將過量的鹼性溶劑(例如氫氧化鈣)加入酸性廢水中，直到配置在反應槽110a中的一的酸鹼度測定計(pH meter)(未繪示)測量出產物的酸鹼值達到8以上，以儘可能避免仍有硫酸殘留在產物中。而且，當產物的酸鹼值達到8以上時，亦會較為有利於觸媒150a去除產物中的過氧化氫。同樣地，在其他實施例中，也能夠僅加入適量的鹼性溶劑(例如氫氧化鈣)，以使產物的酸鹼值約等於或者是略小於7。此時，便可能會有微量的硫酸仍然殘留在產物中。除此之外，當大致上已完全去除產物中的過氧化氫之後，攪拌裝置130a便可停止攪拌，以使包含有硫酸化合物的微粒持續沉澱於沉澱過濾槽120a的底部，進而形成主要包含有低濃度廢水的一上層液(supernatant)以及主要包含有硫酸化合物的沉澱物。如此一來，便能夠從沉澱過濾槽120a的底部回收硫酸化合物。

如圖3所示，在本發明的一個較佳實施例中，廢水處理設備100a更可包括一個攪拌裝置130b、三個貯存槽160a、160b及160c、一個回收槽160d、一個脫水裝置170以及一個污泥斗180。其中，攪拌裝置130b配置於反應槽110a中，用以在將酸性廢水與鹼性溶劑注入反應槽110a的過程中進行攪拌，以加速反應。再者，貯存槽160a連通於反應槽110a，用以貯存水，並且可經由泵浦190a將水從貯存槽160a注入反應槽110a中。也就是說，當酸性廢水中包含有高濃度的硫酸時，為了安全起見，便可在將鹼性溶劑注入反應槽110a中之前先經由泵浦190a持續地將貯存槽160a中的水注入反應槽110a中以稀釋硫酸，直到配置於反應槽110a中的一個濃度計(concentration meter)(未繪示)偵測到硫酸的濃度達到特定濃度(例如硫酸占酸性廢水的體積百分比小於或等於10%)為止。此時，攪拌裝置130b還能夠在將硫酸稀釋至特定濃度的過程中進行攪拌，以加速混合。

另外，貯存槽160b連通於反應槽110a，用以貯存酸性廢水，並且酸性廢水可經由泵浦190b從貯存槽160b注入反應槽110a中。再者，貯存槽160c連通於反應槽110a，用以貯存鹼性溶劑，並且鹼性溶劑可經由泵浦190c從貯存槽160c注入反應槽110a中。另外，回收槽160d連通於反應槽110a與沉澱過濾槽120a之間。當攪拌裝置130a停止攪拌達一段時間之後，沉澱過濾槽120a中的上層液(亦即低濃度廢水)可溢流至回收槽160d中貯存。而且，當酸性廢水中包含有高濃度的硫酸時，可先經由泵浦190e將回收槽160d中的低濃度廢水注入反應槽110a中以初步稀釋硫酸，然後才以貯存槽160a中的水來將酸性廢水稀釋到特定濃度。如此一來，便能夠進一步節省用來稀釋酸性廢水的所需用水量。

另外，當上層液大致上都已溢流至回收槽160d中，以暴露出沉澱過濾槽120a底部的沉澱物之後，可先將沉澱物回收至脫水裝置170中進行脫水處理。利用脫水裝置170從沉澱物中所分離出的低濃度廢水同樣可回收至回收槽160d中，而沉澱物脫水後所形成包含有硫酸化合物的污泥則可進一步回收至污泥斗180中。在本發明的一個較佳實施例中，脫水裝置170可包括一個真空式脫水機、一個離心式脫水機、一個濾袋式脫水機以及一個板框式脫水機至少其中之一。

除此之外，在本發明的一個較佳實施例中，廢水處理設備110a更可包括配置於脫水裝置170與污泥斗180至少其中之一的一個乾燥裝置(未繪示)，用以將脫水後所形成的污泥乾燥成一個污泥餅，以便於硫酸化合物的運送與儲存等後續處理。而且，在本發明的一個較佳實施例中，乾燥裝置可包括一個熱風直接加熱式乾燥機、一個熱風傳導加熱式乾燥機、一個熱輻射式乾燥機、一個除濕式乾燥機、一個低溫冷凍式乾燥機、一個低溫減壓式乾燥機、一個平板式乾燥機以及一個滾筒式乾燥機至少其中之一。

值得注意的是，在稀釋硫酸的過程中通常會釋放出大量的熱能，而且在氫氧化鈣與硫酸產生化學反應的過程中也通常會釋放出大量的熱能。因此，在本發明的一個較佳實施例中，廢水處理設備110a更可包括熱耦合於反應槽110a的一個冷卻裝置(未繪示)，用以在將酸性廢水與鹼性溶劑注入反應槽的過程中及/或在將酸性廢水中的硫酸稀釋至特定濃度的過程中進行冷卻。同樣地，在本發明的一個較佳實施例中，冷卻裝置可包括一個氣冷式冷卻裝置(例如配置在反應槽110a上方的風扇)、一個水冷式冷卻裝置(例如環繞或穿設在反應槽110a外壁或者是配置在反應槽110a內的冷卻水管)以及一個熱交換器(例如熱耦合於反應槽110a的熱交換器)至少其中之一。而且，當冷卻裝置為熱交換器時，熱交換器更可一併熱耦合於脫水裝置170與乾燥裝置至少其中之一，以便預熱脫水裝置170中待脫水的沉澱物及/或乾燥裝置中待乾燥的污泥。

此外，硫酸化合物可能會沉積在過濾器140a的篩孔(mesh)中。因此，在使用一段時間之後，過濾器140a的篩孔可能會被硫酸化合物阻塞住，使得產物中的過氧化氫無法與觸媒150a反應而從產物中去除。因此，在本發明的一個較佳實施例中，廢水處理設備110a更可包括鄰近於過濾器140a配置的一個清洗裝置(未繪示)，用以定期以硫酸酸洗及去除沉積在過濾器140a篩孔中的硫酸化合物。而且，在本發明的一個較佳實施例中，為了便於清潔保養時進行拆裝，過濾器140a可為利用快速接頭(quick coupler)從頂部裝入反應槽110a中的一個匣式過濾器。

同樣地，在其他實施例中，鹼性溶劑亦可為氧化鈣或者是氫氧化錳。於此情況下，硫酸化合物即為氧化鈣或者是氫氧化錳與酸性廢水中的硫酸產生化學反應之後所形成的產物-硫酸鈣結晶或者是硫酸錳結晶。

圖4繪示出根據本發明一個第四實施例的一種廢水處理設備的結構示意圖。請參考圖4所示，第四實施例中的廢水處理設備100b與第三實施例中的廢水處理設備100a相似，二者不同之處主要在於廢水處理設備100b更包括另一個反應槽110b、另一個沉澱過濾槽120b、另兩個攪拌裝置130c及130d、另兩個過濾器140b、另兩個觸媒150b以及另一個泵浦190f，其功能及連接關係分別相似於第三實施例中的反應槽110a、沉澱過濾槽120a、攪拌裝置130a及130b、過濾器140a、觸媒150a以及泵浦190d，於此不再贅述。

簡單來說，此實施例中的廢水處理設備100b因為包括了兩個反應槽110a及110b與兩個沉澱過濾槽120a及120b，因此可以批次處理酸性廢水。舉例來說，第一批酸性廢水可先注入反應槽110a中反應成產物，然後再將產物注入沉澱過濾槽120a中，以去除過氧化氫及等待硫酸化合物沉澱。在等待硫酸化合物沉澱的過程中，便可同時將第二批酸性廢水注入反應槽110b進行相同的處理程序。亦即，廢水處理設備100b可以同時處理兩批酸性廢水，以節省等待硫酸化合物沉澱的時間。換句話說，在其他未繪示的實施例中，廢水處理設備更可包括有更多反應槽與更多沉澱過濾槽，以便同時處理更多批的酸性廢水。

綜合上述，本發明所提供的廢水處理方法與廢水處理設備，大致上可以將酸性廢水中所包含的所有硫酸都反應成硫酸化合物，並且將所有的過氧化氫都反應成水及氧氣。如此一來，不但能夠避免硫酸污染環境，還能夠將硫酸化合物回收再利用。再者，從產物中所分離出來的低濃度廢水還可以進一步回收來初步稀釋硫酸，以減少稀釋硫酸時所需要的用水量。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100a、100b‧‧‧廢水處理設備

110a、110b‧‧‧反應槽

120a、120b‧‧‧沉澱過濾槽

130a、130b、130c、130d‧‧‧攪拌裝置

140a、140b‧‧‧過濾器

150a、150b‧‧‧觸媒

160a、160b、160c‧‧‧貯存槽

160d‧‧‧回收槽

170‧‧‧脫水裝置

180‧‧‧污泥斗

190a、190b、190c、190d、190e、190f‧‧‧泵浦

S100、S110、S110’、S120、S130、S140‧‧‧步驟

圖1繪示出根據本發明一個第一實施例的一種廢水處理方法的流程圖。

圖2繪示出根據本發明一個第二實施例的一種廢水處理方法的流程圖。

圖3繪示出根據本發明一個第三實施例的一種廢水處理設備的結構示意圖。

圖4繪示出根據本發明一個第四實施例的一種廢水處理設備的結構示意圖。

S110、S120、S130‧‧‧步驟

Claims

一種廢水處理方法，用以處理包含有硫酸與過氧化氫的一酸性廢水，包括：將一鹼性溶劑加入該酸性廢水中，以與該硫酸反應而從該酸性廢水中去除該硫酸，進而形成包含有一硫酸化合物以及該過氧化氫的一產物；利用一觸媒去除該產物中的該過氧化氫；以及將該產物分離為一低濃度廢水以及該硫酸化合物，以回收該硫酸化合物。
如申請專利範圍第1項所述的廢水處理方法，其中在該酸性廢水中加入該鹼性溶劑之前，更包括將該酸性廢水中的該硫酸稀釋至一特定濃度。
如申請專利範圍第2項所述的廢水處理方法，其中至少部分的該硫酸是利用該低濃度廢水稀釋至該特定濃度。
如申請專利範圍第2項所述的廢水處理方法，其中在將該酸性廢水中的該硫酸稀釋至該特定濃度的過程中，更包括冷卻該酸性廢水。
如申請專利範圍第1項所述的廢水處理方法，其中在該酸性廢水中加入該鹼性溶劑的過程中，更包括冷卻該酸性廢水。
如申請專利範圍第1項所述的廢水處理方法，其中該鹼性溶劑包括氫氧化鈣、氧化鈣以及氫氧化錳至少其中之一。
如申請專利範圍第1項所述的廢水處理方法，其中該鹼性溶劑持續被加入該酸性廢水中，直到該產物的酸鹼值高於8。
如申請專利範圍第1項所述的廢水處理方法，其中該觸媒包括活性碳、二氧化錳以及鐵錳砂至少其中之一。
如申請專利範圍第1項所述的廢水處理方法，其中在回收該硫酸化合物之後，更包括對該硫酸化合物進行脫水處理以及烘乾處理至少其中之一。
一種廢水處理設備，用以處理包含有硫酸與過氧化氫的一酸性廢水，包括：一反應槽，適於注入該酸性廢水以及一鹼性溶劑，以從該酸性廢水中去除該硫酸，進而形成包含有一硫酸化合物以及該過氧化氫的一產物；一沉澱過濾槽，連通於該反應槽，並且適於從該反應槽注入該產物；一第一攪拌裝置，配置於該沉澱過濾槽中，用以攪拌該產物；至少一過濾器，配置於該沉澱過濾槽中，用以阻擋該產物中包含有該硫酸化合物的微粒進入該過濾器中；以及至少一觸媒，配置於該過濾器中，其中該產物中的該過氧化氫適於通過該過濾器，以與該觸媒反應而從該產物中去除。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，其中該鹼性溶劑包括氫氧化鈣、氧化鈣以及氫氧化錳至少其中之一。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，其中該鹼性溶劑持續被加入該酸性廢水中，直到該產物的酸鹼值高於8。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括連通於該反應槽的一第一貯存槽，其中該第一貯存槽用以貯存水，並且適於將該水注入該反應槽中，以在將該鹼性溶劑注入該反應槽中之前將該酸性廢水中的該硫酸稀釋至一特定濃度。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括連通於該反應槽的一第二貯存槽，其中該第二貯存槽用以貯存該酸性廢水，並且適於將該酸性廢水注入該反應槽中。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括連通於該反應槽的一第三貯存槽，其中該第三貯存槽用以貯存該鹼性溶劑，並且適於將該鹼性溶劑注入該反應槽中。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括熱耦合於該反應槽的一冷卻裝置。
如申請專利範圍第16項所述的廢水處理設備，其中該冷卻裝置包括一氣冷式冷卻裝置、一水冷式冷卻裝置以及一熱交換器至少其中之一。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括配置於該反應槽中的一第二攪拌裝置。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括連通於該反應槽與該沉澱過濾槽之間的一回收槽，其中該產物中的該些微粒適於沉澱於該沉澱過濾槽的一底部，而剩餘的該產物適於溢流至該回收槽中，並且適於從該回收槽注入該反應槽中，以在將該鹼性溶劑注入該反應槽中之前將該酸性廢水中的該硫酸稀釋至一特定濃度。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括一污泥斗，其中該產物中的該些微粒適於在沉澱於該沉澱過濾槽的一底部之後回收至該污泥斗中。
如申請專利範圍第20項所述的廢水處理設備，更包括一脫水裝置，其中該些微粒在沉澱於該沉澱過濾槽的該底部之後，先經由該脫水裝置分離為一低濃度廢水以及包含有該硫酸化合物的一污泥，然後再將該污泥回收至該污泥斗中。
如申請專利範圍第21項所述的廢水處理設備，其中該脫水裝置包括一真空式脫水機、一離心式脫水機、一濾袋式脫水機以及一板框式脫水機至少其中之一。
如申請專利範圍第21項所述的廢水處理設備，其中該低濃度廢水適於回收至該回收槽中，並且適於從該回收槽注入該反應槽中，以在將該鹼性溶劑注入該反應槽中之前將該酸性廢水中的該硫酸稀釋至一特定濃度。
如申請專利範圍第21項所述的廢水處理設備，更包括連通於該反應槽與該脫水裝置之間的一回收槽，其中該低濃度廢水適於回收至該回收槽中，並且適於從該回收槽注入該反應槽中，以在將該鹼性溶劑注入該反應槽中之前將該酸性廢水中的該硫酸稀釋至一特定濃度。
如申請專利範圍第21項所述的廢水處理設備，更包括配置於該污泥斗與該脫水裝置至少其中之一的一乾燥裝置。
如申請專利範圍第25項所述的廢水處理設備，其中該乾燥裝置包括一熱風直接加熱式乾燥機、一熱風傳導加熱式乾燥機、一熱輻射式乾燥機、一除濕式乾燥機、一低溫冷凍式乾燥機、一低溫減壓式乾燥機、一平板式乾燥機以及一滾筒式乾燥機至少其中之一。
如申請專利範圍第25項所述的廢水處理設備，其中該反應槽經由一熱交換器熱耦合於該脫水裝置與該乾燥裝置至少其中之一。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，其中該過濾器為一匣式過濾器。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，其中該觸媒包括活性碳、二氧化錳以及鐵錳砂至少其中之一。
如申請專利範圍第10項所述的廢水處理設備，更包括鄰近於該過濾器配置的一清洗裝置。