TW387863B - Water treating method and apparatus treating waste water by using ion exchange resin - Google Patents

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第85106511號專利申請案 A7 中文説明書修正頁(86年12月） B7__ Γ7發明説明（14) ^ 本發明自下文之詳細説明及附圖而更完全了解，其只供 作例證，因此並非限制本發明，其中： 圖1爲顯示根據本發明之水處理裝置之第一具雜實施例之 圏 圖2爲顯示根據本發明之水處理裝置之第二具體實施例之 圖； 圖3爲顯示根據本發明之水處理裝置之第三具體實施例之 圖； 圖4爲顯示習用酸廢水處理裝置之配置圖；及 圖5爲顯示習用陽離子樹脂塔之圖示之圖。 [符號之説明〕 1，41 第一水槽 10, 23 吹氣機 11，13, 16, 22, 57, 59, 62, 63, 66, 70, 8, 86, 88, 96 充氣管 12, 61 15 進料空氣抽揚泵 17 膜濾單元 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 19 濾膜 2, 42 第二水槽 20, 24 泵 21 陰離子交換樹脂 26, 54 離子交換樹脂單元 27, 55 逆滲透膜單元 28 初級純水製造系統 本紙張尺度適用中國S家揉率（CNS ) A4規格（2丨〇x297公^ ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袋 A7 _______B7 五、發明説明（1 ) 發明範固 1 -發明背景 本發明係有關供水處理之方法及裝置，更特定言之，有 關水處理方法及裝置，且使能藉由以來自半導體工廠之酸 廢水或驗廢水將已使用之離子交換樹脂再生而利用之，及 其使能有效的利用資源。 2.先前技藝之説明 習用上，自半導體工廠出來之酸廢水藉各種化學藥品處 理。自此處理所得之經處理水被放出而無再循環。此種經 處理水不被再循環之理由爲經處理水之電導度如此高以致 不許再循環。 迄今，從最超純水製造系統所用之離子交換樹脂不曾被 再循環，而只是棄爲工業廢水。 先前技藝將再詳細討論。 於半導體工廠產生之各種類型廢水當中，最大量爲酸廢 水。此種酸廢水含使用之酸如氟酸、硫酸及硝酸，由於此 等酸大量用於半導體工廠。迄今，酸廢水已以使含在酸廢 水中之物質如F·爲S042*，經化學處理之方法進行，藉由 利用各種化學藥品如熟石灰、苛性蘇打、硫酸、聚氣化鋁 、及聚合物凝結劑大量凝結沉降。因此，經處理水，當得 自此種酸廢水時，具比較上高電導度，亦即，1400至1900 "s/cm之級。考慮一般城市水或工業水之電導度爲100-400 "s/cm之事實，可容易地了解來自此酸廢水之經處理水之 電導度爲極高。用詞”城市水”亦即飲用水或自來水。 於此方法，歸因於如此大量使用熟石灰、聚氣化鋁及聚 -4 - 本紙張尺度適用中國國家森準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) -訂 •Ml. 第85106511號專利申請案 中文説明書修正頁(86年12月） 五、發明説明（14b)

91 濾膜 92 遽膜录 93 陽離子交換樹脂 98 經處理水泵 150 廢水處理單元 較佳具體實施例之詳細説明 本發明現將參考附圖中説明之各種型式之配置而詳細説 明。 第一具體實施例 圖1顯示根據本發明之水處理裝置之第一具體實施例。於 第一具體實施例中，水處理裝置包含第一水槽1、第二水槽 2、第三水槽3、第四水槽4、第五水槽5、離子交換樹脂單 元26及逆滲透（RO)膜單元27。 第一水槽1具充氣管8爲攪拌工具並接收來自半導體工廠 之驗廢水（亦即含再生之化學藥品之水）。充氣管8連接於吹 氣機10。進料空氣抽揚泵15固定地安裝於第一水槽1之頂 端。第一水槽1如下文所述具有陰離子交換樹脂再循環/充 氣槽之功能。 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 第二水槽2鄰接於第一水槽1。第二水槽2接收來自第一 r 17h.r_ 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS〉A4規格（210X297公釐〉 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7 五、發明説明（2 ) 合物凝結劑處理酸廢水，經處理水具高電導度及事實上高 含量之溶解鹽，且含較高之總陽離子或陰離子。結果，經 處理水爲如此品質而不許被再循環。 另外，當經處理水供應至超純水製造系統時，凝結劑附 著於離子交換樹脂之表面使其能力變壞，或阻塞逆滲透膜 ，由於經皋理水含凝結劑。結果，經處理水不能再循環。 —般，於半導體工廠，含氟之酸廢水常具氟濃度爲30_ 3 00 ppm之級。有用上，於此種濃度之含氟廢水之情形中 ，藉加化學藥品如熟石灰及聚氣化鋁至廢水產生氟化轉及 氟化鋁之細絮凝物。然後，藉加聚合物凝結劑產生較大之 絮凝物，其後沉澱絮凝物供分離。以此種方法，廢水中之 氟已被處理。因如上述使用化學藥品，經處理水之電導度 比較高爲1.400-1900 /^/αη之級。 圖4顯示於半導體工廠中之習用水利用系統，包括通過兩 步驟凝結沉降法之供處理廢水之設備。如所示，來自半導 體工廠100之酸麼水首先流入原水槽101，於其中做有關廢 水體積及品質之一些調整。之後，酸廢水藉原水泵112輸 送至第一反應槽102。 然後，經藉攪拌器113於已加熟石灰之第一反應槽102中 攪拌使廢水反應。然後，於第一反應槽102中，氟與鈣反 應產生氟化鈣。自廢水除去氟。然後廢水輸送至裝鋁劑之 第二反應槽103，於其中使廢水經由攪拌反應。於此第二 反應槽103中，廢水中未反應之氟與鋁劑反應產生氟化鋁 。因此，再自廢水中除去氟。 _-5- _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) **, 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 其次，廢水輸送至第一凝結槽104，並裝聚合物凝結劑。 於是，經由於第一反應槽102中之反應產生氟化鈣之細絮 凝物’及經由於第二反應槽103中之反應產生氟化鋁之細 絮凝物皆凝集成較大之絮凝物。然後，廢水引入第一沉澱 槽105中’於其中使廢水受固相-液相分離。 單以上述之步驟，廢水之氟濃度不能降至不多於15ppm 之標的水品質水平。因此，廢水再依次輸送至第三反應槽 106，第二凝結槽1〇7，及第二沉澱槽1〇8，其後廢水再通 過PH調節槽109，以致廢水1>11可在排放標準之限制内。因 此，廢水只在已調其pH後排放。第二及第二沉澱槽1〇5及 Ϊ 〇8之沉澱分別藉刮運機！ 14分別收集，及輸送至濃縮槽 。濃縮槽11〇之沉澱藉刮運機114收集並輸送至壓濾機 111待水合。 同時，比較佳之品質如只用於半導體工廠供洗滌目的之 純水之中性廢水如泵樣再循環。亦即中性廢水引入超純水 製造裝置115，於超純水製造裝置115中進行各種處理後， 中性廢水回至半導體工廠供用爲超純水。如囷4所示，除 了來自工業工廠之中性廢水以外，城市水或工業水引入超 純水製造裝置115中，供與中性廢水混合。以此方法，製 造超純水供利用。然而，如已陳述，酸廢水一般不被再循 環。 存在於日本之少數半導體工廠，裝置有能將酸廢水再循 環之芫全密閉系統。於具此完全密閉系統之工廠設備中， 實務上一般在稀酸廢水通過活性碳濾器供處理有機物及/ -6 - 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公楚;） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 或過氧化氫後，將廢水通過弱陰離子交換樹脂及陽離子交 換樹脂，且再使受uv(紫外光）殺菌及其他處理供微生物消 毒。 其中酸廢水可再使用之另外之水處理方法述於日本專利 特許公開公告第63-62592。此方法爲廢水通過活性複遽器 後，廢水於強酸陽離子交換樹脂與弱蚣性陰離子交換樹脂 之混合床塔中處理。經由此處理，廢水轉化成超純水供再 利用。 於前述兩水處理法中，皆使用離子交換樹脂。此等方法 因此具有離子交換樹脂須再生之缺點，且當離子交換樹脂 之性能變壞時，其必須置換並丢棄。 再者，以此兩種水處理法，目前之實務爲不能允許強酸 廢水與待再循環之任何比較稀之酸廢水合在一起，而是分 開貯存於槽中供由獨立之公司收集。 因此，對供廢水處理使能再利用具強酸廢水含量之酸廢 水之裝置及方法存在著需要。 有關於圖5，陽離子交換樹脂塔125之操作爲於前述兩種 水處理法中所用類型之離子交換裝置之實例，將加以解釋 。陽離子交換樹脂塔125裝以預定量之陽離子交換樹脂。 令待處理之水流一次以指定量流過陽離子交換樹脂塔125 之頂部入口 125A。如果經處理水爲自陽離子交換樹脂塔 125之出口排放其電導度應變得不利的，將數％之11(：1或 H2S〇4進料通過下入口 125B進入陽離子交換樹脂塔125使 陽離子交換樹脂再生。陽離子交換樹脂再生後，所用之再 ( CNS ) Α4^~( 210Χ297ΪΪ1 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 五、發明説明（ 5 Α7 Β7 生廢水（HC1或ΗβΟ4)自陽離子交換樹脂塔125之頂部之 出口管子125D排放。 一般’構成超純水製造裝置之陽離子交換樹脂塔丨25不 直接接收工業水或城市水但只在使水於圖5中所示之前處 理裝置Η 1中接受前處理後，令此種水流入塔125中*。供此 前處理，可單用或併用方法如凝結沉降法、凝結過濾法、 活性碳吸附法及逆滲透膜處理法。 以此方法，藉使工業用水或城市水進行品質改進處理而 產生之預處理水引入陽離子交換樹脂塔125或超純水製造 裝置中。因此，陽離子交換樹脂塔125於比較有利之水品 質條件下使用。換言之，比較好之品質之水或經前處理至 此品質水平之水供應於陽離子交換樹脂塔125中。因此， 通常之實務爲當自陽離子交換樹脂塔125之出口排放之水 品質變得不利時，立刻將陽離子交換樹脂再生，或若再生 不造成水品質改善時，則判斷此陽離子交換樹脂不適宜供 於超純水製造裝置，以供此目的所包含之費用完全地換 (請先閲讀背面之注^項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局貞工消費合作社印製 並播例外，半導體工廠裝有如蹰5中所示之大規模離子 交換樹脂單元。超純水製造單元具置於其中之大量之陽離 子交換樹脂。當陽離子交換樹脂本身之離子交換性能變換 時，通常將樹脂以工業廢物處理，不顧其包含之費用。理 由爲若陽離子交換樹脂之性能變換，則不只水產率降低， 且發生有機物自陽離子交換樹脂溶離之問題。然而，此並 不意味樹脂已完全失去其離子交換能力，而意表此樹脂於

-8- 本紙張纽適财賴家縣（CNS > Α4· ( 21()><297公羡 A7 A7 6 B7 五、發明説明t 其離子交換性能上已變壞。 然而即使那樣，通常之實務爲陽離子交換樹脂當其性能 變換時，不再利用，而以必要之處理費用爲代價，丟棄爲 工業廢物。爲工業廢物之經使用之離子交換樹脂並無例子 再利用於任何自水之品質而言比前述超純水製造單元低水 準之再循環單元中。 如已陳述，來自半導體工廠之酸廢水藉使用大量之各種 化學藥品處理，於是經處理水之電導度高爲1400-1900 # s/cm之級。如此’經處理水不適合於超純水製造單元中供 用爲原水。 目前，有數家使用完全密閉系統之半導體工廠存在。然 而，眞正的只有稀酸廢水藉由離子交換樹脂之類處理此廢 水而再循環’並無例子將稀酸廢水與強酸廢水混合在一起 之此種酸廢水混合物再循環。 另外，實務上無將被作爲工業廢物丟棄之品質變壞之離 子交換樹脂從純水製造單元再循環。 當離子交換樹脂用於陽離子交換樹脂塔125中，所用之 離子交換樹脂必須以化學再生。因此，單以一個樹脂塔 125，不可能進行連續操作。另夕卜，爲㈣子交換樹脂再 生之目的’分別須要特別之化學藥品（再生液）。與此關連 ’在離子交換樹脂通過再生液後，亦須進行中和處理。此 提出中和處理之處理費之問題。 發明概要 因此’本發明之目的係提供可處理在過去未曾被再循環 本紙張尺度適财闕家縣（⑽7^^77^X297公釐"Γ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -9- 五、 A7 B7 發明説明（） 之強酸廢水與稀酸廢水（或強鹼廢水或稀鹼廢水）之此種廢 水混合物之水處理方法及裝置，提供可用爲純水製造系統 之原水而無加各種化學藥品之經處理水〇 本發明之另外目的爲提供能有效地將習慣上作爲工業廢 物丟棄之經使用之離子交換樹脂再循環之廢水處理方法及 裝置。 爲完成此等目的，根據本發明提供水處理方法包括下面 步驟： 將檢水或酸水引入第一水槽中； 將陰離子水或陽離子水引入離子交換槽供陰離子水或陽 離子水受陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂之離子交換 處理，因此得經處理水； 將離子交換槽中之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂引 入第一水槽，使以鹼水或酸水將陰離子交換樹脂或陽離 子交換樹脂再生；及 將第一水槽中再生之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂 回流至離子交換槽； θ 該陰離子交摔樹脂或陽離子交換樹脂於離子交換 一水槽之間循環。 因此，根據本發明，將引入離子交換槽中之陰 陽離子水於離子交換槽中與陰離子交換樹脂或： :樹脂離子交換。此離子交換處理後’陰離子 二 或陽離子父換樹脂’亦即離子交換樹脂引入第 ： 。引入第""水槽中之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂 私紙張尺度適财關家標準（CNS) Α4規格(_2似297公^· (請先聞讀背面之注^一^項再填寫本頁)

經濟部中央棣準局貞工消費合作社印製 A7 B7 8 五、發明説明（ 於第一水槽中以驗水或酸水再生。將再生之陰離子交換 樹脂或陽離子交換樹脂回流至離子交換槽。 以此方法，根據本發明’於離子交換槽中用於離子交 換之離子交換樹脂，於第一水槽中由鹼水或酸水再生。 另外’於此再生過程中’由於離子交換樹脂使鹼水或酸 水接近中性。換言之，根據本發明，藉於離子交換槽中 ’重複使用離子交換樹脂之過程，並於第一水槽中將使 用之離子交換樹脂再生，可有利地使用離子交換樹脂供 於第一水槽與離子交換槽中水處理之目的。因此，本發 明容許最有效的使用離子交換樹脂供水處理。另外，經 使用之離子交換樹脂不須棄之爲廢物，而此造成大大節 省廢水處理之費用。因此，本發明提供包含較少廢物、 容許有效之資源利用及須較少處理費用之水處理方法。 根據本發明’經由於離子交換槽中以離子交換樹脂之廢 水離子交換處理得經處理水。來自離子交換槽之經處理 :’由於於該槽中實行之離子交換，具實質上較低之電 導度’而可用爲原水供應至超純水製造系統。此造成水 之有效利用。 明之具it f施m第—水槽之松水或酸 水爲待處理之驗廢水或酸廢水，及 於第-水财祕離子錢㈣切離子交換樹脂再生 L待處理之預水定。之處理之絵廢水或酸廢水引入離子交換槽 根據此具趙實施例，>第-水槽中之驗廢水或酸廢水可 -11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210x297公兼） (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 9 五、發明説明（ 有效地利用供離予交換樹脂之再生，同時，可經由離子交 換樹脂之利用使接近中性。此意即可於一個階段同時進行 再生與處理’其依次表有效之水處理。 根據上面具鱧實施例，於處理鹼廢水或酸廢水之過程中 製造之陰離子或陽離子水於離子交換槽中受離子交換，因 此可得用爲供應至超純水製造系統之原水之經處理水。此 於廢水再利用效率中提供良好之改進。 根據本發明之具體實施例，提供水處理裝置，包括： 頁 第一水槽供接收鹼水或酸水； 具陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂之離子交換槽，於 其中引入陰離子水或陽離子水，以致使陰離子水或陽離子 水受到以陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂之離子交換處 理供經處理水之產生； 離子交換樹脂引入工具，共將離子交換槽中之陰離子交 換樹脂或陽離子交換樹脂引入第一水槽中； 離子交換樹脂回流工具，供將藉由鹼水或酸水於第一水 槽中再生之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂回流至離子 交換槽中；及 、供接收自其中陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已再生 ^第一水槽之蛉水或酸水，及供將已受預定之處理之待處 理之餘水或酸水引入離子交換槽之工具。 根據此具體實施例，將引入離子交換槽之陰離子水或陽 離子水於離子交換槽中，此陰離子交換樹脂或陽離子交換 樹脂行離子交換。此離子交換處理後，藉離子交換樹脂引 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4%#· ( 210X297公釐） 10 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 入之工具將離子交換樹脂引入第一水槽β引入第一水槽之 陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂以第一水槽中之鹼廢水 或酸廢水再生。再生之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂 經由離子交換樹脂回流工具回流至離子交換槽。 以此方法，根據此具髏實施例，用於離子交換槽中供離 子交換之離子交換樹脂於第一水槽中以驗水或酸水再生。 另外’以此再生過程’藉離予交換樹脂之作用使鹼水或酸 水接近中性。換言之，藉於離子交換槽中重複使用離子交 換之過程及於第一水槽中將使用之離子交換樹脂再生，能 於第一水槽及離子交換槽中有利地使用離子交換樹脂供水 處理目的。因此，具體實施例容許最有效的使用離子交換 樹脂供水處理。另外，使用之離子交換樹脂不須棄爲廢物 ，而此造成大大節省廢物處理之費用。因此，具體實施例 提供能降低廢物產物，容許有效之資源再利用，且須較少 之處理費用之水處理裝置。 根據具體實施例，廢水於離子交換槽中以離子交換樹脂 行交換處理可得經處理水。得自離子交換槽之經處理水具 實質上較低之電導度，由於於該槽中實行之離子交換，且 可用爲供應至超純水製造系統之原水。此造成有效之利用 水。 於具嫌實施例之裝置中，於第一水槽中將所用之離子交 換樹脂再生後，將鹼水或酸水行預定之處理，所得經處理 水引入離予交換槽供離子交換。此使能供應適宜用於超純 水製造系統作爲原子之經處理水。因此，根據具體實施例 13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） ，於鹸水或酸水受預定之處理後，使水行離子交換之過程 ，藉以將水轉成供用於超純水製造系統之原水。此提供改 進廢水再循環效率。 根據具體實施例，第一水槽接收鹼廢水或酸廢水爲鹼水 或酸水。 根據具體實施例，可於第一水槽進行離子交換樹脂再生 之步驟，及以一次處理操作將鹼廢水或酸廢水帶至中性水 水準之步骤，其造成改進之水處理效率。 具體實施例之水處理裝置包括供於第一水槽中混合鹼水 或酸水與陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂之充氣工具。 根據此具體實施例，可混合離子交換樹脂與鹼水或酸水 而無須損害離子又換樹脂，因此促進離子交換樹脂之再生 0 具體實施例之水處理裝置包括於離子交換槽中混合陰離 子水或陽離子水與陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂之充 氣工具。 根據此具體實施例，可混合離子交換樹脂與陰離子水或 陽離子水而無造成任何損害及/或磨損離子交換樹脂，因 此促進陰離子或陽離子水以離子交換樹脂之離子交換處理 0 根據具體實施例，離子交換樹脂引入工具及離子交換樹 脂回流工具各包括使第一水槽與離子交換槽及空氣抽揚泵 互相連絡之管子。 根據此具體實施例’可使離子交換樹脂能有效地自離子 -14- 不紙張;^度適用中國國家標準（CNS〉M規格（210><297公釐） -5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（12 ) 交換槽輸送至第一水槽或自第一水槽至離子交換槽而無導 致任何損害及/或磨損離子交換樹脂。 根據具體實施例，離子交換槽包括置於其中之遽膜及提 供自其已通過濾膜分離陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂 而排放經處理水之經處理水排放工具》 根據具體實施例，自其已藉經處理水排放工具分離離子 交換樹脂之經處理水，可用爲供應超純水製造系統之原水 0 根據具體實施例，供已受預定之處理之待處理水引入離 子交換槽之工具，包括具置於其中之碳酸鈣礦物之碳酸鈣 碟物槽，其自第一水槽接收於第一水槽中已使陽離子交換 樹脂再生之酸廢水且其排放得自caco3溶於酸廢水中具液 體接近中性之水準之液體。 根據此具體實施例，當酸廢水以CaC03礦物質處理時， Ce離子溶離於低pH値之酸水中，致使經處理水含穷離子 。含於經處理水中之約離子黏附於離子交換槽中之陽離子 交換樹脂。亦即陽離子交換樹脂以交換方式，自經處理水 除去約離子。已使與約離子結合之已使用之陽離子交換樹 脂引入第一水槽中供於其中再生。 以此方法，根據具體實施例，於酸廢水以Cac〇3礦物質 處理後所得之經處理水，爲待引入離子交換槽中之陽離子 水。因此’根據具體實施例，酸廢水首先於第一水槽中與 陽離子交換樹脂反應，使陽離子交換樹脂再生。於此情形 ，酸廢水之p Η增加，以致使p Η接近中性水水準。然後， -15- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 、τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ^__B7_ 五、發明説明（13 ) 接近中性之酸廢水與CaC03礦物質反應，致使水更接近中 性。當pH値再增加時，於除去鈣離子之離子交換槽中，使 含鈣離子之酸廢水電導度較低。因此，可得可用於超純水 製造系統作爲原水之經處理水。 根據具髏實施例，可保持反應沉澱物之量至最小含量， 由於歸因於CaC03礦物質溶離之酸廢水之中和反應爲緩慢 之反應，其可視爲化學理論上同等之反應。因此，減少廢 物之量。 根據具體實施例，供將已受預定之處理之待處理水引入 離子交換槽中之工具，包括生物處理槽供自CaC03礦物質 槽接收已使接近中性之液體，該生物處理槽具炭及塑膠填 料置於其中，藉其將液體循環供生物處理，及供將爲陽離 子水之經生物處理之液體排放至離子交換槽。 根據此具禮實施例，可藉由生長於塑膠填料上之微生物 及炭之作用，處理含於液體之有機物質。而且，塑膠填料 之存在，可改進於槽内液體接觸效率。 另外，於生物處理槽中藉使用炭爲觸媒，可使含於液體 中之H2〇2分解成水及氧氣。同時，液髏中之有機物可吸 附於炭上。 因此，根據具雜實施例’經處理水之電導度可降至經處 理水可用於超純水製造系統作爲原水之程度，對照於先前 技藝實務’於其中H2〇2之處理藉使用化學藥品如NaHS〇3 之類作爲還原劑進行。 附圖之簡要説明 -16- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 第85106511號專利申請案 A7 中文説明書修正頁(86年12月） B7__ Γ7發明説明（14) ^ 本發明自下文之詳細説明及附圖而更完全了解，其只供 作例證，因此並非限制本發明，其中： 圖1爲顯示根據本發明之水處理裝置之第一具雜實施例之 圏 圖2爲顯示根據本發明之水處理裝置之第二具體實施例之 圖； 圖3爲顯示根據本發明之水處理裝置之第三具體實施例之 圖； 圖4爲顯示習用酸廢水處理裝置之配置圖；及 圖5爲顯示習用陽離子樹脂塔之圖示之圖。 [符號之説明〕 1，41 第一水槽 10, 23 吹氣機 11，13, 16, 22, 57, 59, 62, 63, 66, 70, 8, 86, 88, 96 充氣管 12, 61 15 進料空氣抽揚泵 17 膜濾單元 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 19 濾膜 2, 42 第二水槽 20, 24 泵 21 陰離子交換樹脂 26, 54 離子交換樹脂單元 27, 55 逆滲透膜單元 28 初級純水製造系統 本紙張尺度適用中國S家揉率（CNS ) A4規格（2丨〇x297公^ ) 第85106511號專利申請案 中文説明書修正頁(86年12月） 五、發明説明（14b)

91 濾膜 92 遽膜录 93 陽離子交換樹脂 98 經處理水泵 150 廢水處理單元 較佳具體實施例之詳細説明 本發明現將參考附圖中説明之各種型式之配置而詳細説 明。 第一具體實施例 圖1顯示根據本發明之水處理裝置之第一具體實施例。於 第一具體實施例中，水處理裝置包含第一水槽1、第二水槽 2、第三水槽3、第四水槽4、第五水槽5、離子交換樹脂單 元26及逆滲透（RO)膜單元27。 第一水槽1具充氣管8爲攪拌工具並接收來自半導體工廠 之驗廢水（亦即含再生之化學藥品之水）。充氣管8連接於吹 氣機10。進料空氣抽揚泵15固定地安裝於第一水槽1之頂 端。第一水槽1如下文所述具有陰離子交換樹脂再循環/充 氣槽之功能。 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 第二水槽2鄰接於第一水槽1。第二水槽2接收來自第一 r 17h.r_ 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS〉A4規格（210X297公釐〉 經濟部中央榡準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（15 ). 水槽1之經處理水。第二水槽2具傾斜底2A。而且第二水 槽2具充氣管11作爲充氣/攪拌工具，其垂直配置於其中 之中途。充氣管11連接於吹氣機10。固定於第二水槽2中 者爲回流空氣抽揚泵12之入口端12A，入口端12A向底部 2A之最低部開口。入口端12A具充氣管13作爲空氣引入工 具，其連接於吹氣機10。來自第二水槽2之經處理水引入 廢水處理單元150供進一步處理。 回流空氣抽揚泵12自第二水槽2向上伸展，且具向上開 口之頂部開口端1 2 B、泵1 2具側伸出部1 2 C，其自微低於 開口端12B之位置向右伸展如圖1所見。側伸出部12C如所 示，由左至右微向下傾斜。侧伸出部12C於第三水槽3上面 之位置，向下彎曲直至其到達第三水槽3之頂端。 進料空氣抽揚泵15從第一水槽1之頂端向上伸展，並以 高於回流空氣抽揚泵12之水平，水平地向右弯曲。進料空 氣抽揚泵15如所示再以微向上斜坡之方式向右伸展，於第 四水槽4上面之位置向下彎曲。向下弩曲部分具有向上伸 展部分其定向上開口之開口端15A之界限。進料空氣抽揚 泵15向著第四水槽4之傾斜底4Α之最下端4Α-1開口。 第三水槽3具充氣管16且以含F·及SO42*爲負離子之陰離 子廢水進料。充氣管16連接於吹氣機23。第三水槽3以陰 離子交換樹脂爲離子交換樹脂進料。第三水槽3裝有滤膜 單元17。濾膜單元17包括複數個橫向配置之超濾膜及/或 精密濾膜。通過濾膜17之經處理水由泵20向上抽並引入第 五水槽5。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS > Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、11. r 口 五、發明説明（16) 一一-" "一-'— 來自第二水槽3，含陰離子交換樹脂21之陰離子廢水經 由分配壁W之出π管（未示出）？丨人第四水槽。作爲空氣引 入工具之充氣管22配置於進料空氣抽揚泵15之下端部分 15B内’其於第四水槽4之最下端^」處開口。充氣管η 連接於吹氣機23。 自第三水槽3引入於第五水槽5中之經處理水藉泵24抽入 離子交換樹脂單元26中，並再抽入逆滲透膜單元27中。離 子交換樹脂單元26與逆滲透膜單元27組合，構成初級純水 製造系統2 8。 於上述裝配之水處理裝置中，瞼廢水首先引入作爲陰離 子 樹脂再循環/充氣槽之第一水槽1中。絵廢水作爲 使藉由進料空氣抽揚泵15引入第一水槽之陰離子樹脂 再生。換言之，檢廢水逐出由陰離子交換樹脂21所交換之 負離子而恢復陰離子交換樹脂21之離子交換力。於第一水 槽1中已如此恢復其離子交換力之陰離子交換樹脂21引入 相鄰槽中，亦即第二水槽（第一沉降槽）2，其中陰離子交 換樹脂21向下移再沿傾斜之底部2A向下移直至達最下面 部分2A-1。已達最下面部分2A-1之陰離子交換樹脂21之 顆粒經吸引通過回流空氣抽揚泵12之入口端12A，供與空 氣30—起向上移動。空氣3〇自頂部開口端12b排出。陰離 子交換樹脂21之粒子沿著側伸出部12C向下移，再繼續往 下移，從上面回流至第三水槽3内。如此送回第三水槽3之 陰離子交換樹脂2 1於交換基礎上從藉由充氣管16之攪拌下 之陰離子廢水中除去負離子（F_及/或S042·)。如此使負 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注^'項再填寫本頁) -訂 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印装 經濟部中央梯準局負工消费合作社印裝 Α7 Β7 -* i f - 五、發明説明（） 離子之陰離子廢水通過遽膜19並以泵20抽上來供引入第五 水槽5中。 已使用之陰離子交換樹脂21之粒子經由第三水槽3之分 配壁之流出液量（未示出）進料至相鄰之第四水槽4中，令其 向下沿傾斜底4A移動直至達最下端4A-1。然後，吸取陰 離子交換樹脂2 1粒子通過進料空氣抽揚泵15之下端部分， 使與空氣30向上移動。自開口端15A排放空氣30。陰離子 交換樹脂2 1之粒子沿著進料空氣抽揚泵15之向下斜坡右左 移動並自第一水槽1之上面之位置垂直下降直至彼等達槽1 。已達第一水槽1之陰離子交換樹脂21之粒子如較早所述 由鹼廢水再生。 引入第五水槽5之陰離子廢水再以處理下之水供應至超純 水製造系綠28之離子交換樹脂單元26，並使再受離子交 換處理。經處理水通過逆滲透膜單元27,再收集爲初級之 純水。 以此方法’根據此第一具體實施例，藉第三水槽3中之陰 離子交換樹脂21，自陰離子廢水除去F-及/或s〇42·，經 使用之陰離子交換樹脂21藉空氣抽揚泵15引入第一水槽！ 中，致使陰離子又換樹脂21以驗廢水再生。如此再生之陰 離子交換樹脂21藉回流空氣抽揚泵12回流至第三水槽3。 因此於此第一具體實施例中，爲中和來自半導體工廠之鹼 廢水’於第一水槽中之操作亦供作將陰離子交換樹脂21再 生之目的。換言之，此配置使能同時進行鹼廢水之處理及 陰離子交換樹脂21之再生。因此，根據此配置，能利用強 -20- 本紙張尺度通用宁國國家標準（CMS ) Α4規格（210X297公釐） c請先閲讀背面之注$項再填寫本頁} -訂 五、發明説明（ 趣_部中夬%準局舅工消费合作'社印衆 鹼廢水與稀絵廢水之混合物爲供超純水製造系統28用之原 水而無添加各種化學藥品。 另外’根據此第一具體實施例，已用於離子交換樹脂單 元26之離子交換樹脂引入第三水槽3，供於其中再使用， 且此提供工業廢物量之降低，此外，亦減少廢物處理之費 用。 於第一水槽1中，陰離子交換樹脂2丨之再生可造成其中 之廢水可含來自陰離子交換樹脂2丨之陰離子，但此不成問 題，由於所得之陰離子濃度低，且由於此等陰離子含量於 後續之廢水處理中除去。於此第一具體實施例中，陰離子 交換樹脂21之再生以鹼廢水進行，但勿庸待言，陽離子交 換樹脂再生可以酸廢水進行。第一具體實施例之好處爲來 自半導禮；廠之酸廢水及/或驗廢水除酸及檢物質外不含 許多雜質含量。 差二具體f施例 圖2顯示根據本發明之水處理裝置之第二具體實施例。此 第二具體實施例設計來處理半導體工廠大量製造之酸廢 至適宜利用於超純水製造設備之程度。更特定言之，第 具體實施例意欲將來自半導髗工廠之酸廢水^合物（其叫 (υ由製造者收集之酸廢水，（2)強酸廢水，及（3)稀酸: 水（下文稱爲酸廢水）所組成）再循環，供用於超純水製造設 備作爲原水。第二具體實施例爲其中之裝置能處理甚至如 Η2〇2與有機物之物質之實例。於本第二具體實施例中， 用caC〇3礦物質處理酸廢水，其已發現有效於製造比較好 水 由

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（19 ) 品質之經處理水。 如囷2顯示’此第二具體實施例之裝置包括第一水槽4 1 ’第二水槽42，第三水槽43，第四水槽44，第五水槽45 ’第六水槽46，第七水槽47，第八水槽48，第九水槽49 ’第十水槽50及第十一水槽21。此裝置亦包括濃縮槽52 及壓遽機53。另外，此裝置包括具離子交換樹脂單154及逆滲 透膜單元55之初級純水製造單元56。 第一水槽41供有充氣管57於其底部，其連接於第一吹氣 機58。使第一水槽4丨適合接收由半導體工廠供應之酸廢水 (未示出）。第二水槽42配置鄰接於第一水槽41。第二水槽 42具傾斜之底42A，作爲攪拌工具之充氣管59配置於第二 水槽42中之垂直中間位置。充氣管59連接於第一吹氣機 58。空氣抽揚泵61之入口端61 a固定安裝於第二水槽42。 入口端61 A向第二水槽42之傾斜底42A之最下面部分42A-1開口。作爲空氣引入工具之充氣管62配置於入口端61A 内。充氣管62連接於第一吹氣機58。 空氣抽揚系>61自入口端61A直向上伸展，系61之最上面 部分定向上開口之開口端6 1B之界限。空氣抽揚泵61具侧 面部分61C，其由位在開口端61B稍微前面之部位向側伸 展，侧面部分6 1 C於位於第九水槽4 9上面之部位結束。侧 部分61C自第二水槽42微向下傾斜並向著第九水槽49。空 氣抽揚泵61自侧部分61C之端向下伸展至達第九水槽49。 第三水槽43，於其空間關係上配置於鄰接第二水槽42。 使第三水槽43適合接收由第二水槽42供應之待處理之水。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><29<7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（20 ) 作爲充氣/攪拌工具之充氣管63配置於第三水槽43之底部 。充氣管63連接於第二吹氣機72。格板64牢牢地固定於 充氣管63上面之位置。具大的粒徑爲10毫米之級之CaC03 礦物質65之粒一層層堆於格板64上。第四水槽44配置於 鄰接第三水槽43且以毗連之關係。第四水槽44具錐狀之底 部’具該槽44之最下面部分44A經由管子連接於濃縮槽52 0 第五水槽45於其空間關係上配置於鄰接第四水槽44。充 氣管66配置於第五水槽45之底部。充氣管66連接於第三 吹氣機69。格板67牢牢地固定於充氣管上面之位置。具較 少粒徑於5毫米之級之CaC03礦物質68之粒以一層層堆於 格板67上。第六水槽46配置鄰接於第五水槽45，且於其 批連關係。第六水槽46具錐狀之底部46A，其最下面之部 分經由管子連接於濃縮槽52。 第七水槽47於其空間關係上配置於鄰接第六水槽46。第 七水槽47具潤濕之上部47A及浸水之下部47B。浸水之下 部47B包括配置於底部之充氣管7〇，第一接觸循環部分 47B-1，及位於其鄰接之第二接觸循環部分47Β·2。充氣 管7〇連接於第四吹氣機71。第一接觸循環部分47Β-1，於 格板77上具交替堆積之塑膠填料75層及炭76層。第二接 觸循環部分47Β-2於格板上具交替堆積之塑膠填料78層及 炭80層《潤濕之上部47Α具格板81及交替堆積於格板81上 I塑膠填料82層及炭80層。第七水槽47包括空氣抽揚泵 85 ’具位於鄰接第二接觸循環部分473_2之最下面部分之 本紙張尺度適標隼(CNS ) Α·ΓΓ2·10χ;97公-釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 經濟部中央襟準局員工消費合作社印^ 五、發明説明（21 下端開卩85A。空氣抽揚泵85具位於下端開口心之充氣 管86,充氣管86作爲空氣引入工具。空氣抽揚泵85自下 端開口85Α向上伸展，並於潤濕之上部47Α上面之部位向 侧面資曲，自該部位水平伸展定水平伸展部分85Β之界限 。85Β部分構成灑水器87，且於其了面部分形成，具複數 個孔。 第八水槽48配置於鄰接第七水槽47且爲其連續。使第八 水槽48適合接收自第七水槽47供應之處理水。第八水槽 48具底部分48Α，其連接於第七水槽47之底部47£)，且向 底部47E)向下傾斜。而且，第七水槽47之底部47D具如 同底部48A之傾斜。傾斜之底部47d&48a用來引導至於 底部物質之充氣管，此底部物質向底部47D，48A掉落以 致使此物質藉由自充氣管7〇吹出之空氣流之對流而向上流 動。 第九水槽49於其空間關係上配置於鄰接第八水槽48。第 九水槽49於其底部具充氣管88。充氣管88連接於第五吹 氣機90。第九水槽49於其頂部具濾膜部分91。濾膜部分 91具複數個側面配置之超濾膜或精密滤膜。於本具體實施 例中’使用於水下之超濾膜或精密濾膜；然而，可使用其 他據膜如逆滲透膜。複數個超濾膜或精密濾膜安裝至兩個 垂直反向之管。濾膜泵92連接於濾膜部分91以致泵92可 驅動將經處理水引導通過濾膜部分19進入第十水槽51。回 流空氣抽揚泵61之出口部分61D連接於第九水槽49之最上 面部分。將經再生之陽離子交換樹脂93引導通過此出口部 -24- 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（22 分61D進入第九水槽49。 第十水槽50配置鄰接於第九水槽49,且以其毗連之關係 。第十水槽50具底部50A，其以離開第九水槽49之方向向 下傾斜。引入空氣抽揚泵95之入口端95A固定於鄰接底部 5 0 A之最下面部分之位置。充氣管96，爲空氣引入工具， 配置於入口端95A内。充氣管96連接於第五吹氣機90，引 入空氣抽揚系95自入口端95A，定義開口 95B之系95之最 上面部分’直向上伸展，引入空氣抽揚泵95於開口 958及 背後短距離之部位向侧面寶曲，並以多少向下傾斜之方式 自其向第一水槽41伸展定義向下傾斜部分95c。引入空氣 抽揚栗95於向下傾斜部分95 c之端向下彎曲，再垂直向下 伸展’定義向下伸出部95D。向下伸出部95D具下端出口 ’其固定於第一水槽41之最上面部分。 其配置成自第九水槽49引入於第十一水槽5 1之經處理水 ’藉由經處理水泵98引入主要之純水製造單元56中。來自 第十一水槽51之經處理水使於離子交換樹脂單元中離子交 換’再引入逆滲透膜單元5 5過濾《通過初級純水製造單元 5 6之經處理水，可再循環爲初級純水，或於受後續之次要 純水製造單元（未示出）處理後，爲半導體工廠之超純水。 於上述配置之水處理裝置中，來自半導體之酸廢水首先 引入第一水工廠41。同時’陽離子交換樹脂93通過引入空 氣抽揚系95進入第一水槽41。陽離子交換樹脂93爲經使 用之陽離子交換樹脂，由於其已於第九水槽49中受到經處 理水之離子交換。因此，陽離子交換樹脂93含(：3 + +爲陽 「 ___ - 25 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4» ( 210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _______B7 五、發明説明（23 ) 離子。引入第一水槽41中之陽離子交換樹脂93與酸廢水於 充氣管57之充氣下反應，造成陽離子交換樹脂93之Ca + + 之放出（Ca -陽離子交換樹脂+ 2H + ->Ca + + + 2H -陽離子交 換樹脂）。因此，將陽離子交換樹脂再生。釋放之鈣離子 有效地與酸廢水中之F-反應形成CaF2。 於半導體工廠，電子工業級之高品質HF&H2S04用於洗 錄膠片中’此膠片再以超純水洗。得自此洗務操作之酸廢 水自工廠以酸廢水排放。因此，自半導髏工廠之酸廢水可 謂比較乾淨之廢水。習用上，供作陽離子交換樹脂之再生 用之HC1及HjjSO4爲工業品質水準。因此，源自此品質水 準之HF及HjSO4之酸廢水可滿意地作爲供陽離子交換樹 脂再生用之化學藥品。 充氣管5 7吹空氣以徹底攪動使酸廢水及陽離子交換樹脂 完全接觸。因此，前述之鈣離子及氟源之氟離子可有效地 於其間反應。 其次’如上述處理之水與再生之陽離子交換樹脂一起流 入相鄰之第二水槽42。於第二水槽42中，於垂直之中間位 置，充氣管59以比較少速率之空氣吹入充氣。於第二水槽 42内’陽離子交換樹脂93沉澱，由於其比較大之比重，而 C aF2不沉澱，由於其細之粒徑及對沉降之阻力。因此， CaFz伴隨經處理水引入相鄰之第三水槽43中。 陽離子交換樹脂93沿著傾斜底42A向下移動，以致令其 自動地到達回流空氣抽揚泵61之入口端61入。然後，陽離 子交換樹脂93被吸引通過入口端61A，並與吹自充氣管62 _ -26- 本紙張尺度適用中國&家棣準（CNS ) A4規格_(_ 210X297公釐） ~~~~------- (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7___ 五、發明説明（24 ) 之空氣一起向上移動。當空氣自開口端61B排放時，再生 之陽離子交換樹脂93流入側部分6 1C中。陽離子交換樹脂 9 3沿側部分6 1 C (其微向下傾斜）移動，並致使於側部分 61C之端下降。再生之陽離子交換樹脂93再回流至第九水 槽49。以此方法，經由其於第一水槽41中與酸廢水之反應 ，陽離子交換樹脂作爲處理酸廢水，於是同時使其本身再 生。另外，再生之陽離子交換樹脂93，回流至第九水槽4 9 ，用來除去經處理水之陽離子。亦即，根據第二具體實施 例，可同時進行將陽離子交換樹脂93再生及以陽離子交換 樹脂93處理廢水之步驟。因此，可達廢水處理之改進之效 率。另外，藉使用來自初級純水製造系統56之離子交換樹 脂單元5 4之經使用之離子交換樹脂，經使用之離子交換樹 脂可有效地利用供水處理之目的，而無被棄爲廢物。同時 ，此配置歸因於廢物量降低，其依序造成包含於廢物處理 中之費用減少。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據此第二具體實施例，陽離子交換樹脂93藉由空氣抽 揚泵61及69於兩槽間移動；因此，陽離子交換樹脂93於 此移動當中避免被破壞。另外，空氣抽揚泵61及95之各個 以陽離子交換樹脂93之移動方向向下傾斜，且此確保陽離 子交換樹脂93之平滑流動。 來自第二水槽42之經處理水流入第三水槽中。未反應F-與自充填於第三水槽43 (第一反應槽）中之CaC03礦物質溶 離之Ca + +反應成鍵結得CaF2。再者，CaC03之存在提供 ΗΘΟ4之中和反應。藉吹自充氣管63之空氣將CaC03礦物 _-27-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_______ 五、發明説明（25 ) 質65充氣，於是加速Ca + +之溶離。自第二水槽42引入第 三水槽4 3中之經處理水爲具p Η値4以下之酸性性質。因此 ，如此使用之CaC03礦物質65爲比較大之粒徑，直徑於1 厘米之級，用於充氣之空氣量維持於合理之水準。以所取 之這些標準，當Ca + +溶離時，防止CaC03礦物質65之粒子 結合在一起。於此第二具體實施例中，中性石灰石以 CaC03礦物質65使用；然而，研磨之CaC03可如此使用， 或可使用商業之礦物質產物稱爲"乾水石（Kansuiseki)”。 第三水槽43之格板64爲致使其垂直之投影面積非常地少 於其側面投影面積。因此，來自充氣管63之充氣空氣可容 易地通過格板64。格板64具比較大之強度，以致其可支撑 比較重之CaC03礦物質65。 其次使來自第三水槽4 3之經處理水流入第四水槽4 4中。 於第四水槽44中，使經處理水受固·液分離，結果，經分 離之CaFz沉澱於底部44A上。沉澱之CaF2經由連接於底 部44之管引入濃縮槽52中。同時，於第四水槽44中之上 清液流入第五水槽45(第二反應槽）中。於第五水槽45中， 於經處理水中之未反應之F-與自CaC〇3礦物質68溶離之 Ca反應產生CaF2。於第五水槽45中之CaC03礦物質68 具直徑爲0.5厘米之級之粒徑。此意即第五水槽45對於 CaF2之產生，比第三水槽43具較高之反應性。因此，第 五水槽45能再減少經處理水中之F·濃度。 如此於第五水槽45中再降低其F-濃度之經處理水，再令 其流入第六水槽46中。於此第二水槽46中，沉澱物沉積於 ---------- - 28 - 本紙張尺度適用中國規格（加乂297公羞) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（26 漏斗型之底46A。沉搬經由連接於底46A之管子引入濃縮 槽52中。於濃縮槽52中濃縮後之沉澱，輸送至下一階段， 亦即壓濾器53，藉其使沉澱脱水。於壓濾器53，產生濾餅 ，其一般具水含量不多於65%，雖然水含量可依所用之壓 濾器之類型而變化。 使於第π水槽46中之上清液流入下一階段之槽中或第七 水槽47，供於其中處理。第七水槽47作爲H2〇2分解槽用 。於第七水槽47中，待處理之水首先藉由於浸入水中之下 部47B之第一接觸循環部分υΒ」之充氣管7〇之充氣而攪 動。因此，水與炭76及塑膠填料75接觸，含於水中之 只2〇2由炭76分解，而含於水中之有機物由生長於塑膠填 料75上之微生物分解。 然後，水流入第二接觸循環部分478_2中，與其中之炭 8〇及塑膠填料78反應（當令與彼等接觸時），藉以分解水中 之H2〇2。H2〇2藉助於作爲觸媒之炭80而分解成水及氧氣 。第一接觸循環部分47B-1與第二接觸循環部分478_2由 分配壁W10互相分開。 随後，如此處理之水通過格板77，於是令一部分水回流 至第一接觸循環部分47B-1，而其他部分之水達空氣抽揚 栗85之下端開口 85A。已達開口 85A之經處理水與吹自充 氣管86之空氣一起向上移動。已達潤濕之上部47A之經處 理水，通過灑水器87之複數個孔灑出，潤濕了潤濕之上部 47A。水藉重力下降同時潤濕了充填於潤濕之上部47a中 之炭83及塑膠填料82。於此情形，含於經處理水中之 Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ________B7 五、發明説明（27 ) H2〇2經由炭83之媒介且更有效地藉空氣·液體接觸（歸因 於水喷佈）而分解。 以此方法，引入第七水槽47中之水，當循環通過第一接 觸循環部分47B-1、第二接觸循環部分47B-2及潤澡之上 部47A時，進行H2〇2分解之過程。供塑膠填料75、78、 82用，可適宜地自那些包括臘希格環、波爾（Bed)鞍連 鎖鞍（interlock saddle )、特拉（Terralet)環與極環中選擇。 此等塑膠填料具多個空氣與水可透過之部分而促進水之移 動。因此，經處理水可同等地分佈於整個潤濕之上部47A ，尤其是從其頂部至底部。此經由炭之催化作用促進 1〇2分解’及經由空氣·液體之接觸，h2〇2分解。雖然 於此第二具體實施例中，第七水槽47裝有空氣抽揚泵85, 但可用習用之泵代替空氣抽揚泵85。然而要注意的是，空 氣抽揚系之使用提供能使經處理水以較低之動力費用而較 大量地移動之好處。另外，空氣抽揚泵85之使用，使處理 下之水能維持於有氧情況，此促進微生物之繁殖。因此， 於潤漏之上部47A’尤其可促進須氧性微生物之繁殖，而 處理下之水中之有機物可有效地以此種微生物處理。 於第七水槽47中，處理下之水中之h2〇2於水槽之下段 之第一接觸循環部分47B-1及第二接觸循環部分47B-2處 理’因此’微生物更可能生長於潤濕之上部4 7A之炭83上 。當廢水（處理下之水）之h2〇2濃度低時，h2〇2代謝細菌 不只於满濕之上部4 7A中，而且於充填於第一與第二接觸 循環部分47B-1，47B-2中之炭76，80上繁殖而處理有機 本^)鐵格(2歐：釐)- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 ____B7_ 五、發明説明（28 ) 物。本文用詞"h2o2代謝細菌"意即習慣於低濃度之h2o2 之微生物。炭76，80供作固定微生物之載體，而形成具生 物膜之炭之表面。因此，若第一接，觸循環部分47B-1載有 於分開之生物處理部位產生之剩餘淤渣或生物膜淤渣，則 生物膜可很快地於炭76, 80(其作爲微生物固定之載體）上 形成。而且’藉由週期性地將生物膜淤渣引入第一接觸循 環部分47B-1，可不斷地提供標的生物膜❶處理下之水中 之有機物藉生長於潤濕之上部47A中之炭83表面上之微生 物，生長於第一接觸循環部分47B-1中之炭76表面上之微 生物，生長於第二接觸循環部分47B-2中之炭80表面上之 微生物處理。 供載於第一接觸循環部分47B-1及第二接觸循環部分 47B-2中之炭76，80用，可選稱爲"賓可炭（Binchotan)" 之炭，其具高於1之比重，以致炭埋入水中。"賓可賓"用 來吸附有機物質，因此，由"賓可賓"之炭，亦即炭76，80 吸附之有機物藉生長於炭76，80内之微生物處理。微生物 繁殖於其上之炭76，80，一般可稱爲活性炭。 其次’令處理下之水由第七水槽47流入第八水槽48中， 其中經處理之水之上清液引入下一階段槽中或第九水槽49 中。第九水槽49爲陽離子交換樹脂充氣槽，於其中藉由於 第一水槽中之酸廢水再生之陽離子交換樹脂93經由空氣抽 揚系61連續回程。於此第九水槽49中，藉充氣管88使水 受挽動及充氣。經處理水中來自Cac〇3礦物質之Ca + +藉陽 離子交換樹脂93基於離子交換而除去。吹自充氣管88之 一___-31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2獻297公着巧 - —-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 -—------------------ 五、發明説明（29 ) 空氣不只清潔了濾膜部分91，而且促進廢水中之Ca + +與 離子交換樹脂置換。 除去Ca + +之水藉泵92吸引通過濾膜部分91。濾膜91之 操作以自水中濾出陽離子交換樹脂93，亦濾出細懸浮之微 生物及不沉澱於第八水槽（沉降槽中之反應產物（例如 CaF2細粒）。要注意的是，此懸浮之微生物於時間之過程 中會被消化及滅絕，由於彼等於第九水槽49中爲充氣的。 於目前之技藝狀態，超濾膜及精密濾膜爲唯一之商業產 品類型，其可利用爲設定於槽中之浸入之濾器（濾膜），且 無其他已知之類型供此種用途。若使用逆滲透膜爲濾膜， 必須將逆滲透膜本身設定於第九水槽49或陽離子交換樹脂 充氣槽外面，而非槽内。目前’無已知供置於槽内之浸入 型之逆滲透膜。置於槽内之浸入型超濾膜之一特殊實例爲 Kubota公司之"NF系列"。精密濾膜之一特殊實例爲 Mitsubishi Rayon 公司之”（史提拉波）STERAPORE ”。勿庸 置言的，本發明並不爲此等特殊實例所限。對於逆滲透膜 ，唯一必要的爲選擇螺旋型之乙酸纖維素膜，其具操作壓 10-25公斤/平方厘米，有關廠商及產品類型或模式，什 麼都無限制。前述三種分離膜中，逆滲透提供最高之過遽 精密度。然後，於過濾精密度上，超濾膜爲第二，精密滤 膜爲第三。逆滲透膜能過濾低分子範園之離子，而超渡膜 或精密濾膜皆不能過濾低分子範圍之離子。超濾膜可除去 所有種類之細粒、細菌及病毒及一些膠體相之溶解之有機 物質。精密濾膜可除去一些細粒、細菌及病毒及一些膠體 _-32-__ 本紙張尺度ίϊ用中國國家橾準（CMS ) A4規格（210X297公釐） ' f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

30 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（ 相之溶解之物質。 於本具體實施例中’濾膜9 1由超濾膜组成。替代地，濾 膜部分91可由精密濾膜組成或可由逆滲透膜組成。其他替 代地，濾膜部分91可由超濾膜與逆滲透膜組合組成。勿庸 置言的，此種组合增進經處理水之品質改進。 於第九水槽49中，濾膜部分91藉來自充氣管88之充氣空 氣不斷地使乾淨，而此防止濾膜阻塞且減少由於此種阻塞 而降低經處理水之量。當預期水之處理會涉及於濾膜部分 91阻塞時，濾膜泵92可基於開-關來操作，致使於濾膜部 分91之過濾間歇地進行。藉此間歇之操作，可減少可能之 阻塞且因此減少過濾水量之可能降低。 如圖2所示，遽膜部分91包含在一對垂直間隔之管子（或 板）之間以側面之空間關係配置之複數個超遽膜。要注意的 是’若渡膜部分91具”史提拉波"單元爲精密據膜，代替超 濾膜’則，"史提拉波••單元爲精密中空線濾膜，且因此爲 線形式，非板形式。因此於該情形，部分於空間之關係包 含複數條線。 對於遽膜部分91 ’如已所提’可用精密濾膜或逆渗透膜 代替超濾膜。於該情形，任一型之膜之選擇可依供所有水 處理系統内之初級純水製造裝置5 6用之最後標的水品質而 定。於所有系統中，從濾膜部分91之表面藉由空 持清潔之維護觀點上其特別重要。 ' 藉濾膜泵92泵抽上來之經處理水引入第十—水槽51，摘^ 成泵槽。 •33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

免與Ca+交換H +之陽離子交換樹脂93至下一階段槽或 第十水槽50，其中之樹脂93沿向下傾斜之底部5〇a向下移 動。再吸取陽離子交換樹脂93通過空氣抽揚泵95之入口端 95A ’供與自充氣管96引入之空氣一起向上移動。然後， 陽離子交換樹脂93平滑地通過向下傾斜部分95c及向下之 伸出部95D而無損壞，然後引入第一水槽41中。於作爲陽 離子交換樹脂再生之充氣槽之第一水槽41中，藉酸廢水使 陽離子交換樹脂再生供重複使用。 引入作爲泵槽之第十一水槽51中之經處理水藉經處理水 泵98泵抽上來供引入充填以陰離子交換樹脂之類之離子交 換樹脂單元54中。於離子交換樹脂單元54中，再使經處理 水受離子又換處理。然後，以如此通過陽離子與陰離子處 理過程之經處理水引入逆滲透膜單元55中供於其中之處理 。依所須超純水之最後品質所定，經處理水當自逆滲透膜 單元55排放後，通過另外之處理單元組（未示出）供進—步 處理，直至最後製造成超純水。 第三具體實施例 圖3顯示根據本發明之水處理裝置之第三具體實施例。第 二具體實施例與第二具體實施例之不同只在於第三具體實 施例裝置不包含第七水槽（Kao2分解槽）47，第八水槽（沉 澱槽）4 8 ,及第四吹氣機71，其示於圖2。因此於囷3中， 與那些示於囷2中相同之組份與圖2所提供者以相同之編號 表示。 於此第三具體實施例中，來自第六水槽46之經處理水 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（32 ) —'~ 接流入第九水槽49中。於工廠之酸廢水中絕對無檢出 H2〇2濃度之情形，或即時檢出ho〗水，但此ho】含量 只是可忽略以致含H2〇2之水無須處理時使用第三具體實 施例〇 一般，於半導體工廠，含H2〇2之廢水可獨立地自工廠之 製造系統之管子分離。因此，於一些半導體工廠，只有 H2〇2水分開地處理而無H2〇2被混合於酸廢水中。第三具 體實施例之廢水處理裝置適宜於此種半導體工麻中使用。 因此根據第三具體實施例之廢水處理配置，於酸廢水不 含η 2 〇 2之情形’可再循環供初級純水製造單元5 6作爲原 水用之此種經高度處理之水’可得自酸廢水而無使用具如 第二具體實施例中之以炭與塑膠填料充填之上面及下面之 部分之生物反應器（第七水槽）。 然而，要注意的是’示於圖3中之第三具體實施例，不適 宜用於處理含Η2〇2及/或有機物之廢水。如已提及，炭 完全無使用於第三具體實施例中；因此，第三具體實施例 之性能，於Η2〇2之處理上不只低於第二具體實施例者， 而且於處理有機物上亦較低。 實例 提供特殊之實例供進一步説明。於示於圖2中之第二具體 實施例之水處理裝置中，將組份配置成分別具下面之容量 。第一水槽（陽離子交換樹脂再生之充氣槽）41具約0.6立 方米之容量，第二水槽（供經再生之陽離子交換樹脂用之 第一沉澱槽）42具約0.3立方米之容量。第三水槽（第一反應 __________-35-__ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂_

經濟部中央樣率局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 項目之一，以致其主用來指示有機物之量。 爲比較之目的，如上述同—品質之酸廢水以其未處理之 情況下，於示於圖4中之先前技藝酸廢水處理裝置中處理 。處理後，廢水具7.5之pH程度，14 ppm之氟濃度，178〇 As/crti之電導度。廢水亦顯示總共82〇 ρριη之陽離子，62 ppm之H2〇2濃度’ 9 ppm之TOC及82 ppm之〖1^11〇4消耗 量0 當與先前技藝比較時，本發明之實例顯示陽離子濃度顯 著降低至約20分之一之程度β h2〇2濃度降至先前技藝含 量之約十分之一》TOC値降至先前技藝含量之九分之一以 下。KMn〇4消耗量降至先前技藝含量之十三分之一以下。 亦即’本實例説明本發明之裝置使能得經高度處理之水， 其品質控制適宜供應超純水製造設備》 於前述供進行本發明之方式，使用CaC03處理廢水。替 代地，可用熟石灰處理廢水。然而，於此例子，用凝結劑 供沉澱目的；所以已離子化之任何凝結劑不能藉濾膜除去 且易於附著於離子交換樹脂。因此，不能預期離子交換樹 脂之離子交換作用。 於前述第二及第三具體實施例中，使用陽離子交換樹脂 ;然而，供處理鹼廢水之目的，可使用如氨水、陰離子交 換樹脂。於此情形，第三水槽43至第六水槽46應用爲鹼處 理槽。 如上述，根據本發明，水處理裝置及方法可符合熱切要 求保護地球環境對資源保護及節約能源之須要，且其對環 -37- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS )八4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（） 境爲友善的，及對工廠處理之問題爲合理的。 如此説明本發明，顯然地同一方法可變化成許多方法。 此種變化不被視爲偏離本發明之主旨及範圍。顯然於精於 此道者之所有此等修飾法欲包含於下面之申請專利範圍之 範圍内。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Μ規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 第851〇65ΐι號專利申請案 令文申請專利範面修正本(86年12月）?!

   六、申請專利範圍 1. 一種水處理方法，其包括下面步驟： 將出自半導體工廠之鹼水或酸水引入第一水槽中； 將陰離予水或陽離子水引入離子交換槽供陰離子水或 陽離子水以陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂離子交 換； 將離子交換槽中之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂 引入第一水槽中以狯水或酸水使陰離予交換樹脂或陽離 子交換樹脂再生；及 將第水槽中再生之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹 脂回流至離子交換槽； 將該陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂於離子交換槽 與第一水槽之間循環。 2. 根據申請專利範圍第1項之水處理方法，其中引入第一 水槽中之鹼水或酸水爲待處理之鹼廢水或酸廢水，及 於陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂於第一水槽中再 生後，已受預定之處理之鹼廢水或酸廢水引入離子交換 槽中作爲待處理水。 3. —種水處理裝置，其包括： 經濟部中失標準局負工消费合作社印装 第水槽（1，41)供接收出自半導體工廠之鹼水或酸 水； 具陰離子父換樹脂或陽離子交換樹脂（21，93)之離子 父換槽（3, 49)，於其中引入陰離子水或陽離子水，致使 陰離子水或陽離子水受陰離子交換樹脂（21，93)或陽離 子叉換樹脂之離子交換處理供生成經處理水： 第851〇65ΐι號專利申請案 令文申請專利範面修正本(86年12月）?!

   六、申請專利範圍 1. 一種水處理方法，其包括下面步驟： 將出自半導體工廠之鹼水或酸水引入第一水槽中； 將陰離予水或陽離子水引入離子交換槽供陰離子水或 陽離子水以陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂離子交 換； 將離子交換槽中之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂 引入第一水槽中以狯水或酸水使陰離予交換樹脂或陽離 子交換樹脂再生；及 將第水槽中再生之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹 脂回流至離子交換槽； 將該陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂於離子交換槽 與第一水槽之間循環。 2. 根據申請專利範圍第1項之水處理方法，其中引入第一 水槽中之鹼水或酸水爲待處理之鹼廢水或酸廢水，及 於陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂於第一水槽中再 生後，已受預定之處理之鹼廢水或酸廢水引入離子交換 槽中作爲待處理水。 3. —種水處理裝置，其包括： 經濟部中失標準局負工消费合作社印装 第水槽（1，41)供接收出自半導體工廠之鹼水或酸 水； 具陰離子父換樹脂或陽離子交換樹脂（21，93)之離子 父換槽（3, 49)，於其中引入陰離子水或陽離子水，致使 陰離子水或陽離子水受陰離子交換樹脂（21，93)或陽離 子叉換樹脂之離子交換處理供生成經處理水： 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印*. 離子交換樹脂引入工具（15, 95)，供將離子交換槽（3, 49)中之陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂（21，93)引 入第一水槽（1，41)中； 離子交換樹脂回流工具（12, 61)，供將第一水槽（1， 41)中藉由檢水或酸水再生之陰離子交換樹脂或陽離子 交換樹脂（21，93)回流至離子交換槽（3，49);及 供自其中陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂（21，93) 已再生之弟一水槽（1, 41)接收鹸水或酸水及供將已受預 定足處理之鹼水或酸水之待處理水引入離子交換槽（3， 49)中之工具。 4.根據申請專利範圍第3項之水處理裝置，其中第一水槽 (1，41)接收爲作鹼水或酸水之鹼廢水或酸廢水。 5·根據申請專利範園第3項之水處理裝置，其另包含供於 第一水槽（I，41)中混合鹼水或酸水與陰離子交換樹脂或 陽離子交換樹脂（21, 93)之充氣工具（8, 57)。 6. 根據申請專利範園第3項之水處理裝置，其另包含供於 離子交換槽中混合陰離子水或陽離子水與陰離子交換樹 脂或陽離子交換樹脂（21, 93)之充氣工具（16，88)。 7. 根據申請專利範園第3項之水處理裝置，其中離子交換 樹脂引入工具（15, 95)及離子交換樹脂回流工具（12， 61)各包含將第一水槽（1，41)與離子交換槽（3, 49)及空氣抽揚栗互相連繫之管子。 8. 根據申請專利範園第3項之水處理裝置，其中離子交換 槽（3，49)包含置於其中之濾膜（17，91)及另包含供排放 讀 先 之 注 页 .•哀 適用中國國家^