TW201444771A - 含氨廢水的處理方法 - Google Patents

Abstract

一種含氨廢水的處理方法。將含氨廢水與金屬氯化物進行混合處理，以形成混合液。對混合液進行加熱處理，以形成氨金屬錯合物及氯化銨。對氨金屬錯合物及氯化銨進行沉降處理，以使氨金屬錯合物與氯化銨分流。對氨金屬錯合物進行脫水處理，以形成固態的氨金屬錯合物。使氯化銨與酸性溶液進行反應，而形成酸性銨鹽及氯化氫。

Description

含氨廢水的處理方法

本發明是有關於一種廢水的處理方法，且特別是有關於一種含氨廢水的處理方法。

在印刷電路板產業中，含氨廢水是常見的有害事業廢棄物之一。雖然氨本身為有價資源，但氨具有強腐蝕性及高揮發性等環境危害性。在現行技術中，一般採用脫氮法、冷凍法、離子交換法、催化裂解、化學/電化學等方式進行含氨廢水處理，然而上述方法需要投資高成本來設置處理設備，且會產生空氣污染、耗能與氨氮廢棄產物等問題，而將對環境品質與環境生物會造成傷害。因此，如何以有效率、低成本與低環境危害的方式處理含氨廢水為目前的重要課題之一。

本發明提供一種含氨廢水的處理方法，可降低對環境的 危害性並達經濟回收效益的目的。

本發明提出一種含氨廢水的處理方法，其包括下列步驟。將含氨廢水與金屬氯化物進行混合處理，以形成混合液。對混合液進行加熱處理，以形成氨金屬錯合物及氯化銨。對氨金屬錯合物及氯化銨進行沉降處理，以使氨金屬錯合物與氯化銨分流。對氨金屬錯合物進行脫水處理，以形成固態的氨金屬錯合物。使氯化銨與酸性溶液進行反應，而形成酸性銨鹽及氯化氫。

在本發明的一實施例中，在上述的混合處理中，混合液含有含氨廢水與金屬氯化物進行反應所得的氯化氨金屬錯合物。

在本發明的一實施例中，上述的加熱處理更形成氣化游離氨。

在本發明的一實施例中，上述含氨廢水的處理方法更包括對氣化游離氨進行洗滌吹脫處理。

在本發明的一實施例中，上述含氨廢水的處理方法更包括使氣化游離氨、氯化銨與酸性溶液進行反應，而形成酸性銨鹽及氯化氫。

在本發明的一實施例中，上述的金屬氯化物包括氯化銅、氯化鐵或其組合。

在本發明的一實施例中，上述的氨金屬錯合物包括氨銅錯合物、氨鐵錯合物或其組合。

在本發明的一實施例中，上述含氨廢水的處理方法更包括在膜組設備中進行形成酸性銨鹽及氯化氫的反應，並透過膜組 設備中的選擇性膜過濾雜質。

在本發明的一實施例中，上述的選擇性膜包括有機膜及無機模。

在本發明的一實施例中，上述的酸性溶液包括硫酸、硝酸或鹽酸。

基於上述，在本發明所提出的含氨廢水的處理方法中，可透過物理及化學反應以降低環境危害並具經濟回收效益的方式有效處理含氨廢水及金屬氯化物。

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

100‧‧‧反應槽

120‧‧‧加熱槽

130‧‧‧沉降槽

140‧‧‧脫水槽

160‧‧‧模組設備

180‧‧‧洗滌塔

S10、S12、S13、S14、S16、S18‧‧‧步驟

圖1為依照本發明一實施例之處理含氨廢水的流程示意圖。

圖2為圖1之處理含氨廢水所採用之設備的方塊圖。

圖1為依照本發明一實施例之處理含氨廢水的流程示意圖。圖2為圖1之處理含氨廢水所採用之設備的方塊圖。

以下，將以圖1及圖2詳細描述一實施例之含氨廢水的處理方法。

請同時參照圖1及圖2，進行步驟S10，將含氨廢水與金 屬氯化物進行混合處理，以形成混合液。上述混合處理例如是在在反應槽100中進行。詳細而言，在混合處理期間，含氨廢水與金屬氯化物會進行反應，以形成氯化氨金屬錯合物。換言之，混合液中會含有含氨廢水與金屬氯化物進行反應所得的氯化氨金屬錯合物。混合處理的時間例如是2小時至3小時。

另外，本實施例所使用的金屬氯化物例如是印刷電路板產業中的金屬氯化物蝕刻廢液，然而本發明並不限於此。在其他實施例中，金屬氯化物也可以是由其他產業或工廠所產生之含金屬氯化物的廢液。換言之，本發明之含氨廢水的處理方法可回收再利用含金屬氯化物的廢液，避免其造成環境污染。

其中，金屬氯化物例如是氯化銅、氯化鐵或其組合。氯化氨金屬錯合物例如是氯化氨銅錯合物、氯化氨鐵錯合物或其組合。在本實施例中，以金屬氯化物為氯化銅及氯化鐵的組合來進行說明，但本發明並不限於此。因此，含氨廢水與氯化銅及氯化鐵進行反應所得的氯化氨金屬錯合物為氯化氨銅錯合物及氯化氨鐵錯合物的組合。此外，混合處理的化學反應式如下：(4NH₃)_n+CuCl₂+FeCl₂ → [Cu(NH₃)₄]²⁺Cl₂+[Fe(NH₃)₄]²⁺Cl₂+NH₃+2NH₄ ⁺。

接著，進行步驟S12，對混合液進行加熱處理，以形成氨金屬錯合物及氯化銨。加熱處理例如是在加熱槽120中進行。詳細而言，進行加熱處理可提供反應能量，以促使混合液進一步反應，進而生成氨金屬錯合物及氯化銨。換言之，在常溫(25℃) 下，含氨廢水與金屬氯化物反應得到氨金屬錯合物及氯化銨的反應常數太小，因而在混合處理期間含氨廢水與金屬氯化物反應的主要生成物為氯化氨金屬錯合物。另外，在上述加熱處理期間所進行的反應中，更包括形成氣化游離氨。加熱處理的溫度例如是80℃至90℃。

另外，氨金屬錯合物例如是氨銅錯合物、氨鐵錯合物或其組合。在本實施例中，以氨金屬錯合物為氨銅錯合物及氨鐵錯合物的組合來進行說明，但本發明並不以此為限。此外，加熱處理的化學反應式如下：[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，可選擇性地進行步驟13，對氣化游離氨進行洗滌吹脫處理。洗滌吹脫處理例如是在洗滌塔130中進行。詳細而言，在洗滌吹脫處理期間所進行的步驟如下。首先，將氣化游離氨洗滌至水中以形成氨水(NH₃+H₂O→NH₄ ⁺+OH^-)，並透過鹼性物質(例如液鹼)使pH值呈鹼性來使氨水中的氨氮主要以游離氨(NH₃)的形式存在。接著，藉由通入大量氣體與氨水接觸，以使游離氨吹脫成氣化游離氨(NH₄ ⁺+OH^-→NH₃+H₂O)。

之後，進行步驟S14，對氨金屬錯合物及氯化銨進行沉降處理，以使氨金屬錯合物與氯化銨分流。沉降處理例如是在沉降槽140中進行。詳細而言，在沉降處理期間，主要是透過氨金屬錯合物與氯化銨之間比重上的差異，致使氨金屬錯合物與氯化銨 可從沉降槽140中進行分流。一般而言，氨金屬錯合物的比重較重故為下層液，而氯化銨則為上層液。在此實施利中，以氨金屬錯合物為氨銅錯合物及氨鐵錯合物的組合來進行說明，但本發明並不以此為限。此外，沉降處理可以下式表示：{[Cu(NH₃)₄]²⁺↓+[Fe(NH₃)₄]²⁺↓+2NH₄Cl↑}* H₂O，其中依分子量不同及比重不同，在沉降處理期間會產生上述分液現象：比重大小為[Fe(NH₃)₄]²⁺>[Cu(NH₃)₄]²⁺>2NH₄Cl。

如此一來，在後續處理過程中，可分別對氨金屬錯合物及氯化銨進行不同的處理。

在一方面，進行步驟S16，對氨金屬錯合物進行脫水處理，以形成固態的氨金屬錯合物。脫水處理例如是在脫水槽160中進行。另外，所形成的固態的氨金屬錯合物可被回收再利用及出售。換言之，透過上述基本的物理沉降原理及化學反應，本發明可將對環境具有污染及危害性的含氨廢水及金屬氯化物有效地轉換成得以回收再利用並具有經濟效益的固態氨金屬錯合物。在本實施例中，以氨金屬錯合物為氨銅錯合物及氨鐵錯合物的組合來進行說明，但本發明並不以此為限。此外，脫水處理的化學反應式為：{[Cu(NH₃)₄]²⁺+[Fe(NH₃)₄]²⁺}-(H₂O)_n → [Cu(NH₃)₂]²⁺↓+[Fe(NH₃)₂]²⁺↓。

在另一方面，進行步驟S18，使氯化銨與酸性溶液進行反應，而形成酸性銨鹽及氯化氫。步驟S18的反應例如是在反應室 中進行。反應室例如是膜組設備180，並且透過膜組設備180中的選擇性膜可將反應中的雜質過濾。如此一來，可提升所形成的酸性銨鹽及氯化氫的純度，因此在進行回收後有利於出售。換言之，透過上述基本的物理沉降及過濾原理及化學反應，本發明可將對環境具有污染及危害性的含氨廢水及金屬氯化物有效地轉換成得以回收再利用並具有經濟效益的酸性銨鹽及氯化氫。然而，本發明並不限於此。在其他實施例中，上述反應室亦可以是反應槽，且在反應槽中生成的酸性銨鹽及氯化氫可再移至過濾槽中進行過濾。

另外，特別說明的是，本實施例所使用的酸性溶液可為廢酸。換言之，本發明可將對環境會造成污染及危害的廢酸回收再利用，並轉換成得以回收再利用並具有經濟效益的酸性銨鹽及氯化氫，因而降低對環境的危害。

另外，在本實施例中，所述選擇性膜例如是有機膜或無機膜，其中有機膜包括醋酸纖維膜或聚乙烯膜，而無機膜包括陶瓷膜。在一實施例中，所述選擇性膜例如是聚乙烯膜。另外一提的是，本領域具有通常知識者應理解，實務上，根據處理不同的含氨廢水，例如氨濃度不同或含有不同金屬粒子等，可選擇使用不同種類、不同孔徑大小或不同厚度的選擇性膜，只要其可有效地過濾雜質即可。

另外，酸性溶液例如是硫酸、硝酸或鹽酸，而酸性銨鹽例如是硫酸銨、硝酸銨或鹽酸銨。在本實施例中，以酸性溶液為 硫酸來進行說明，但本發明並不以此為限。此外，步驟S18中的化學反應式為：2NH₄Cl+H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄+2HCl。

另外一提的是，在本發明之含氨廢水的處理方法中，為 了避免上文所描述在加熱處理期間所形成的氣化游離氨外洩，進而造成空氣污染，更可使步驟S12或步驟S13中所產生的氣化游離氨參與步驟18的反應，亦即可使氣化游離氨、氯化銨與酸性溶液進行反應，而形成酸性銨鹽及氯化氫。也就是說，在本發明之含氨廢水的處理方法中，最終得到的產物皆可回收再利用且具有經濟效益，因此本發明之方法不但可降低環境危害、處理成本及風險，更可降低處理後的水至廢水場處理所需的成本。在此，同樣是以酸性溶液為硫酸來進行說明，但本發明並不以此為限。此時，步驟S18中的化學反應式為：NH₃+NH₄Cl^-+H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄+HCl。

然而，雖然本實施例是將在洗滌塔130中經洗滌吹脫處 理後所形成的氣化游離氨與在膜組設備180中的氯化銨及酸性溶液進行反應，亦即使用步驟S13所產生的氣化游離氨參與步驟18的反應，但本發明並不以此揭露內容為限。在其他實施例中，藉由建置密閉系統，可直接將在加熱槽120中所形成的氣化游離氨與在膜組設備180中的氯化銨及酸性溶液進行反應，亦即可直接使用步驟S12所產生的氣化游離氨參與步驟18的反應。

綜上所述，上述實施例所提出之含氨廢水的處理方法透 過物理/化學反應可有效地處理含氨廢水及金屬氯化物，且得到的最終產物皆可回收再利用及出售，因而大幅降低處理風險、成本及環境危害性並達經濟回收效益。

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，故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。

S10、S12、S13、S14、S16、S18‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種含氨廢水的處理方法，包括：將一含氨廢水與一金屬氯化物進行一混合處理，以形成一混合液；對該混合液進行一加熱處理，以形成一氨金屬錯合物及一氯化銨；對該氨金屬錯合物及該氯化銨進行一沉降處理，以使該氨金屬錯合物與該氯化銨分流；對該氨金屬錯合物進行一脫水處理，以形成固態的該氨金屬錯合物；以及使該氯化銨與一酸性溶液進行反應，而形成一酸性銨鹽及一氯化氫。
2. 如申請專利範圍第1項所述的含氨廢水的處理方法，其中在該混合處理中，該混合液含有該含氨廢水與該金屬氯化物進行反應所得的一氯化氨金屬錯合物。
3. 如申請專利範圍第1項所述的含氨廢水的處理方法，其中該加熱處理更形成一氣化游離氨。
4. 如申請專利範圍第3項所述的含氨廢水的處理方法，更包括對該氣化游離氨進行一洗滌吹脫處理。
5. 如申請專利範圍第3項所述的含氨廢水的處理方法，更包括使該氣化游離氨、該氯化銨與該酸性溶液進行反應，而形成該酸性銨鹽及該氯化氫。
6. 如申請專利範圍第1項所述的含氨廢水的處理方法，其中該金屬氯化物包括氯化銅、氯化鐵或其組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述的含氨廢水的處理方法，其中該氨金屬錯合物包括氨銅錯合物、氨鐵錯合物或其組合。
8. 如申請專利範圍第1項所述的含氨廢水的處理方法，更包括在一膜組設備中進行形成該酸性銨鹽及該氯化氫的反應，並透過該膜組設備中的一選擇性膜過濾雜質。
9. 如申請專利範圍第8項所述的含氨廢水的處理方法，其中該選擇性膜包括一有機膜及一無機膜。
10. 如申請專利範圍第1項所述的含氨廢水的處理方法，其中該酸性溶液包括硫酸、硝酸或鹽酸。