TW202212271A - 有機質廢水快速沉澱方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種有機質廢水快速沉澱方法,包含:收集一有機質廢水;於該有機質廢水內添加一氫氧化鉀溶液,該氧氫化鉀溶液中的水與氧氫化鉀之調配比例係為50:1~10:1,該有機質廢水與該氫氧化鉀鈉溶液之添加比例係為10:1~10:3,使其pH值調高至10以上;於該有機質廢水內添加一澱粉溶液,該澱粉溶液中水與澱粉之調配比例係為1:0.025~1:0.050,該有機質廢水與該澱粉溶液之添加比例係為8:1~20:1,使其pH值調降至8以下;將該有機質廢水靜置沉澱10~60分鐘,使該有機質廢水快速沉澱形成一有機固體、一濃縮液及一澄清液。
Description
本發明係有關於一種可以使有機質廢水快速沉澱及具有最佳過濾效果之處理方法。
目前一般禽畜糞尿或廚餘所形成的有機質廢水,主要係以三段式廢水處理設備進行處理,其處理先後流程係為:固液分離、厭氧發酵及好氧處理,處理過後的廢水則放流。因此上述的處理設備及處理方法,沉澱處理的等待時間長,而且處理的電費高、會發出惡臭異味及污染環境生態。
因此有西元2019年4月23日中國大陸所公開之發明第CN109665663號「一種畜禽養殖廢水的處理方法」專利案,其係揭露:包括預處理階段、生化處理階段和深度處理階段,所述預處理階段至少包括對廢水進行格柵初步除雜、斜篩分離和混凝沉澱;所述生化處理階段至少包括廢水進行厭氧發酵、厭氧沉澱和AB法生物脫氮除磷;所述深度處理階段至少包括對廢水進行光催化氧化、生物脫氮,通過本技術方案處理後的廢液製作農用肥料,為農業提供優質的肥料資源,同時在廢水處理過程中實現了沼氣的提取和再利用,廢水經處理後,優於養殖廢水排放標準,實現養殖廢水的達標排放或中水回用,既節能又環保。
又有中華民國101年3月1日所公開之發明第201209014號「一種由動物廢物製備甲烷,有機基質物肥料與可利用水之系統與方法」專利案,其係揭露:包含分離該動物廢物成液態廢物與固態廢物之步驟。將該廢物進行厭氧消化作用以產生甲烷與一濕副產物。該濕副產物被按壓成一濾餅,其被製粒成該有機基質物肥料。澄清該液態廢物以產生一上清液與一淤渣,其與該濕副產物一起被按壓成一濾餅。自該上清液中萃取氨以產生硫酸銨與一水溶液。過濾該水溶液以產生一濃縮物及水濾液。該水濾液可被用作飲用或清洗水。該硫酸銨與濃縮物可用於提供該固態廢物,其被製粒成該有機基質物肥料。在另擇的具體實施例中,一部分該上清液與水溶液可被用作液態肥料。
惟上述該等專利前案之處理設備的構造複雜,同樣處理時間長及處理方法麻煩費時,而且處理費用過高,同時對於環境生態仍有一定程度的污染,因此在使用上並不盡理想。
爰此,有鑑於目前習知的有機質廢水處理方法具有上述的缺點。故本發明提供一種有機質廢水快速沉澱方法,包含有:收集一有機質廢水;
於該有機質廢水內添加一氫氧化鉀溶液,該氧氫化鉀溶液中的水與氧氫化鉀之調配比例係為50:1~10:1,該有機質廢水與該氫氧化鉀鈉溶液之添加比例係為10:1~10:3,使其pH值調高至10以上;於該有機質廢水內添加一澱粉溶液,該澱粉溶液中水與澱粉之調配比例係為1:0.025~1:0.050,該有機質廢水與該澱粉溶液之添加比例係為8:1~20:1,使其pH值調降至8以下;將該有機質廢水靜置沉澱10~60分鐘,使該有機質廢水快速沉澱形成一有機固體、一濃縮液及一澄清液。
上述氧氫化鉀採用草木灰,係於1噸水內溶解有20kg的該草木灰,以形成該氫氧化鉀鈉溶液。
於1噸的上述有機質廢水A內添加150L的該氫氧化鉀鈉溶液。
上述有機質廢水添加該氫氧化鉀鈉溶液後,再快速混拌30分鐘。
上述澱粉溶液採用甘薯粉,係於1噸水內溶解有33kg的甘薯粉。
於1噸的上述有機質廢水內添加100L的該澱粉溶液。
上述有機質廢水添加該澱粉溶液後,再慢速混拌30分鐘。
輸出上述有機固體製作成一固態肥料,輸出該濃縮液製作成一液態肥料,輸出該澄清液以做為供水使用。
上述澄清液排放標準包含:pH值係為6~9,浮固體SS係為86~125mg/L,生化需氧量係為47~62mg/L,化學需氧量係為325~410mg/L,電導度係為2.42~3.25ms/cm及外觀顏色係為透明無色澄清。
於上述有機質廢水內添加一吸附劑,該有機質廢水與該吸附劑之添加比例係為1:0.025~1:0.1,藉以對於該有機質廢水產生除臭及除味的作用。
如請求項10之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該上述加比例係為1:0.03。
上述吸附劑係為一活性碳或一砂藻土,係於1噸的該有機質廢水內添加33kg的該吸附劑。
上述氧氫化鉀溶液中的水與氧氫化鉀之調配比例係為20:1,該有機質廢水與該氫氧化鉀鈉溶液之添加比例係為20:3,該澱粉溶液中水與澱粉之調配比例係為1:0.033,該有機質廢水與該澱粉溶液之添加比例係為10:1。
上述技術特徵具有下列之優點:
1.係可使有機質廢水在短時間內快速的沉澱,藉以分離出有機固體、濃縮液及澄清液,可大幅的縮短處理時間,以提高分離的效率。
2.所分離出來的有機固體中富含鉀元素,可供作為固態肥料,有利於植物的生長。
3.所分離出來的濃縮液,可供作為液態肥料,用以栽種植物施肥之用。
4.所分離出來的澄清液,可供作為灌溉或清洗等供水使用。
5.製造成本低廉,故售價可相對降低,以達到大量普及化的目的。
6.藉由添加活性碳或砂藻土等吸附劑,可對於有機質廢水產生除臭及除味的作用,以避免造成空氣污染。
請參閱第一圖及第二圖所示,本發明實施例係為一種有機質廢水快速沉澱裝置,係包含有:污水儲存槽1、快速沉澱槽2、濃縮液曝氣槽3、澄清液曝氣槽4及濃縮液收集槽5,其中:
污水儲存槽1,係可供收集禽畜糞尿或廚餘所形成的一有機質廢水A。該污水儲存槽1係設有一輸出端11,該輸出端11上設有透過手動或電動方式開啟的一第一開關12,以供輸出該有機質廢水A。
快速沉澱槽2,係位於該輸出端11的出口處,以供接收所輸出的該有機質廢水A。該快速沉澱槽2係可使該有機質廢水A經沉澱後由下往上分別形成有一有機固體A1、一濃縮液A2及一澄清液A3。該快速沉澱槽2的底部對應該有機固體A1設有一固體排放端21,該固體排放端21上設有透過手動或電動方式開啟的一第二開關22,以排放該有機固體A1,藉以可供製作成固態肥料。該快速沉澱槽2對應該濃縮液A2的位置處設有一濃縮液輸出端23,該濃縮液輸出端23上設有透過手動或電動方式開啟的一第三開關24,藉以可供輸出該濃縮液A2。該快速沉澱槽2對應該澄清液A3的位置處設有一澄清液輸出端25,該澄清液輸出端25上設有透過手動或電動方式開啟的一第四開關26,藉以可供輸出該澄清液A3。又該快速沉澱槽2內設有一攪拌機27。
濃縮液曝氣槽3,係位於該濃縮液輸出端23的出口處,以供接收所輸出的該濃縮液A2。該濃縮液曝氣槽3係設有一濃縮液循環端31,該濃縮液循環端31的出口係位於該快速沉澱槽2的上方位置處,該濃縮液循環端31上設有一第一動力泵浦32,以供將未被排放的該濃縮液A2輸送回到該快速沉澱槽2。又該濃縮液曝氣槽3係設有一濃縮液排放端33,該濃縮液排放端33上設有透過手動或電動方式開啟的一第五開關34,以供將可被排放的該濃縮液A2予以排放。又該濃縮液曝氣槽3內設有一濃縮液曝氣機35,藉以增加曝氣量。
澄清液曝氣槽4,係位於該澄清液輸出端25的出口處,以供接收該澄清液A3。該澄清液曝氣槽4係設有一澄清液循環端41,該澄清液循環端41的出口係位於該快速沉澱槽2的上方位置處該澄清液循環端41上設有一第二動力泵浦42,以供將未被排放的該澄清液A3輸送回到該快速沉澱槽2。又該澄清液曝氣槽4係設有一澄清液排放端43,該澄清液排放端42上設有透過手動或電動方式開啟的一第六開關44,以供將可被排放的該澄清液A3予以排放。又該澄清液曝氣槽4內設有一澄清液曝氣機45,藉以增加曝氣量。
濃縮液收集槽5,係位於該濃縮液排放端33的出口處,以供接收所排放的該濃縮液A2,藉以可供製作成固態肥料。
本發明實施例係為一種有機質廢水快速沉澱方法,係配合上述有機質廢水快速沉澱裝置共同實施。如第一圖及第三圖所示,該有機質廢水快速沉澱方法係包含有下列步驟。
A.收集一有機質廢水。於該污水儲存槽1內收集一有機質廢水A。
B.於該有機質廢水內添加一氫氧化鉀溶液。藉由開啟該第一開關12,經由該輸出端11將該污水儲存槽1內的該有機質廢水A輸送到該快速沉澱槽2內。然後於該有機質廢水A內添加一氫氧化鉀(KOH)溶液,該氧氫化鉀溶液中的水與氧氫化鉀之調配比例係為50:1~10:1,但以20:1為最佳。本發明實施例之該氧氫化鉀係採用草木灰,係於1噸水內溶解有20kg的草木灰。而該有機質廢水A與該氫氧化鉀鈉溶液之添加比例係為10:1~10:3,但以20:3為最佳。本發明實施例係於1噸的該有機質廢水A內添加150L的該氫氧化鉀鈉溶液,經由該攪拌機27快速混拌30分鐘後,使其pH值調高至10以上,藉以加速沉澱的速度。
C.於該有機質廢水內添加一澱粉溶液。該澱粉溶液中水與澱粉之調配比例係為1:0.025~1:0.050,但以1:0.033為最佳。本發明實施例之該澱粉溶液採用甘薯粉,係於1噸水內溶解有33kg的甘薯粉。而該有機質廢水A與該澱粉溶液之添加比例係為8:1~20:1,但以10:1為最佳。本發明實施例係於1噸的該有機質廢水A內添加100L的該澱粉溶液,經由該攪拌機27慢速混拌30分鐘後,使其pH值調降至8以下,藉以使其可符合排放標準之pH值係為6~9。
D.於該有機質廢水內添加一吸附劑。該吸附劑係為一活性碳或一砂藻土,而該有機質廢水A與該吸附劑之添加比例係為1:0.025~1:0.1,但以1:0.03為最佳。本發明實施例係於1噸的該有機質廢水A內添加33kg的該吸附劑,藉以對於該有機質廢水A產生除臭及除味的作用。
E.將該有機質廢水靜置沉澱10~60分鐘,使該有機質廢水快速沉澱形成一有機固體、一濃縮液及一澄清液。如第二圖所示,將該有機質廢水A靜置沉澱10~60分鐘,使該有機質廢水A於該快速沉澱槽2內由下往上快速沉澱而分別形成該有機固體A1、該濃縮液A2及該澄清液A3。
F.輸出該有機固體製作成一固態肥料。該有機固體A1係藉由開啟該第二開關22,經由該固體排放端21排出,以供製作成該固態肥料。並且該固態肥料中係富含鉀元素,可以有利於植物的生長。
G.輸出該濃縮液製作成一液態肥料。該濃縮液A2係藉由開啟該第三開關24,經由該濃縮液輸出端23輸出到該濃縮液曝氣槽3。在輸出的過程中,該濃縮液A2係經由一第一濾材予以過濾,該第一濾材係為一活性碳濾紙或活性碳濾網。該濃縮液曝氣槽3經由啟動該濃縮液曝氣機35,藉以增加曝氣量。又該濃縮液A2之pH值係為6~9,電導度(代表鹽度與有機質)係為2.83~4.05ms/cm,顏色係為土黃色到咖啡色。如該濃縮液A2未被排放,則啟動第一動力泵浦32,透過該濃縮液循環端31將該濃縮液A2輸送回到該快速沉澱槽2內再次靜置沉澱。如該濃縮液A2可被排放,藉由開啟第五開關34,透過該濃縮液排放端33,將其排放至該濃縮液收集槽5,藉以可供製作成液態肥料。並且該液態肥料中係富含鉀元素,可以有利於植物的生長。
H.輸出該澄清液以做為供水使用。該澄清液A3係藉由開啟第四開關26,經由該澄清液輸出端25輸出到該澄清液曝氣槽4,在輸出的過程中,該澄清液A3係經由一第二濾材予以過濾,該第二濾材係為一活性碳濾紙或活性碳濾網。該澄清液曝氣槽4經由啟動該澄清液曝氣機45,藉以增加曝氣量。又該澄清液A3經由一澄清液排放標準進行檢測
分析,該澄清液排放標準包含:pH值係為6~9,浮固體SS係為86~125mg/L,生化需氧量(BOD)係為47~62mg/L,化學需氧量(COD)係為325~410mg/L,電導度係為2.42~3.25ms/cm及外觀顏色係為透明無色澄清。如該澄清液A3未達澄清液排放標準,藉由啟動第二動力泵浦42,透過該澄清液循環端41將該澄清液A3輸送回到該快速沉澱槽2內再次靜置沉澱。如該澄清液A3達到該澄清液排放標準,藉由開啟第六開關44,透過該澄清液排放端43排放,做為灌溉或清洗等供水使用。
本發明利用一豬糞尿進行沉澱實驗,其實驗結果如下列表一所示。
表一:
原液過濾 | 濾網+濾紙 | |
pH(原) | 4.82 | |
50%氫氧化鉀溶液(ml) | 100 | |
澱粉溶液(ml) | 200 | |
pH(處理後) | 10.92 | |
沉澱照片 | 如第四圖所示 | |
沉澱時間(min) | 60 | |
氣味 | 較重 | |
去色、去味實驗 | ||
澄清液(ml) | 100 | 100 |
活性碳(g) | 5 | 5 |
攪拌時間(min) | 30 | 30 |
過濾方式 | 抽濾 | 濾紙 |
過濾前照片 | 如第五圖(a)所示 | 如第五圖(b)所示 |
過濾後照片 | 如第六圖(a)所示 | 如第六圖(b)所示 |
透色度 | 佳 | 次佳 |
氣味 | 次淡 | 淡 |
經由上述實驗結果可以得知,本發明的沉澱速度快、過濾效果極佳,故可改善習知處理設備的構造複雜,處理方法的麻煩費時,而且處理費用過高,同時對於環境生態也有一定程度污染等缺點。
本發明實施例所需花費的成本相當低,其購置的成本如下列表二所示。
表二:
No. | 項目 | 重量(kg) | 訂價(NTD) | 單價($/kg) | 劑量調配比例 | 廢水處理劑量 | 1噸廢水劑量成本(NTD) |
1 | 氫氧化鉀(袋裝) | 25 | 900 | 36 | 20kg/1噸水 | 150L/1噸廢水 | 108 |
2 | 氫氧化鉀(槽車) | 10000 | 80000 | 8 | 20kg/1噸水 | 150L/1噸廢水 | 24 |
3 | 澱粉(袋裝) | 25 | 600 | 24 | 33kg/1噸水 | 100L/1噸廢水 | 79.2 |
4 | 澱粉(槽車) | 10000 | 80000 | 8 | 33kg/1噸水 | 100L/1噸廢水 | 26.4 |
6 | 活性碳去色(袋裝) | 20 | 1200 | 60 | 30kg/1噸 | 1800 | |
7 | 活性碳去色(大批量) | 20 | 500 | 25 | 30kg/1噸 | 750 | |
總計 | 1+3 | 187.2 | |||||
2+4 | 50.4 | ||||||
1+3+6 | 1987.2 | ||||||
2+4+7 | 800.4 |
綜合上述實施例之說明,當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效,惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例,當不能以此限定本發明實施之範圍,即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾,皆屬本發明涵蓋之範圍內。
1:污水儲存槽
11:輸出端
12:第一開關
2:快速沉澱槽
21:固體排放端
22:第二開關
23:濃縮液輸出端
24:第三開關
25:澄清液輸出端
26:第四開關
27:攪拌機
3:濃縮液曝氣槽
31:濃縮液循環端
32:第一動力泵浦
33:濃縮液排放端
34:第五開關
35:濃縮液曝氣機
4:澄清液曝氣槽
41:澄清液循環端
42:第二動力泵浦
43:澄清液排放端
44:第六開關
45:澄清液曝氣機
5:濃縮液收集槽
A:有機質廢水
A1:有機固體
A2:濃縮液
A3:澄清液
[第一圖]係為本發明實施例有機質廢水快速沉澱裝置之構造示意圖。
[第二圖]係為本發明實施例快速沉澱槽內形成有機固體、濃縮液及澄清液之示意圖。
[第三圖]係為本發明實施例有機質廢水快速沉澱方法之流程圖。
[第四圖]係為本發明實施例以豬糞尿進行沉澱實驗之沉澱照片。
[第五圖]係為本發明實施例以豬糞尿進行沉澱實驗分別為抽濾(a)及濾紙(b)過濾前之照片。
[第六圖]係為本發明實施例以豬糞尿進行沉澱實驗分別為抽濾(a)及濾紙(b)過濾後之照片。
Claims (13)
- 一種有機質廢水快速沉澱方法,包含有: 收集一有機質廢水; 於該有機質廢水內添加一氫氧化鉀溶液,該氧氫化鉀溶液中的水與氧氫化鉀之調配比例係為50:1~10:1,該有機質廢水與該氫氧化鉀鈉溶液之添加比例係為10:1~10:3,使其pH值調高至10以上; 於該有機質廢水內添加一澱粉溶液,該澱粉溶液中水與澱粉之調配比例係為1:0.025~1:0.050,該有機質廢水與該澱粉溶液之添加比例係為8:1~20:1,使其pH值調降至8以下; 將該有機質廢水靜置沉澱10~60分鐘,使該有機質廢水快速沉澱形成一有機固體、一濃縮液及一澄清液。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該氧氫化鉀採用草木灰,係於1噸水內溶解有20kg的該草木灰,以形成該氫氧化鉀鈉溶液。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,於1噸的該有機質廢水A內添加150L的該氫氧化鉀鈉溶液。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該有機質廢水添加該氫氧化鉀鈉溶液後,再快速混拌30分鐘。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該澱粉溶液採用甘薯粉,係於1噸水內溶解有33kg的甘薯粉。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,於1噸的該有機質廢水內添加100L的該澱粉溶液。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該有機質廢水添加該澱粉溶液後,再慢速混拌30分鐘。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,輸出該有機固體製作成一固態肥料,輸出該濃縮液製作成一液態肥料,輸出該澄清液以做為供水使用。
- 如請求項8之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該澄清液排放標準包含:pH值係為6~9,浮固體SS係為86~125mg/L,生化需氧量係為47~62mg/L,化學需氧量係為325~410mg/L,電導度係為2.42~3.25ms/cm及外觀顏色係為透明無色澄清。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,於該有機質廢水內添加一吸附劑,該有機質廢水與該吸附劑之添加比例係為1:0.025~1:0.1,藉以對於該有機質廢水產生除臭及除味的作用。
- 如請求項10之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該有機質廢水與該吸附劑之添加比例係為1:0.03。
- 如請求項10之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該吸附劑係為一活性碳或一砂藻土,係於1噸的該有機質廢水內添加33kg的該吸附劑。
- 如請求項1之有機質廢水快速沉澱方法,其中,該氧氫化鉀溶液中的水與氧氫化鉀之調配比例係為20:1,該有機質廢水與該氫氧化鉀鈉溶液之添加比例係為20:3,該澱粉溶液中水與澱粉之調配比例係為1:0.033,該有機質廢水與該澱粉溶液之添加比例係為10:1。
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