TW425376B - Process for removing silica from wastewater - Google Patents

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425376 五、發明說明（1) 本案係有關於一快速處理與純化含有矽石之廢水的方 法，特別是關於一使’用滤膜與有機高分子自大量廢水中移 除矽石的方法與裝置。 許多工業處理都會產生大量含有矽石的廢水，例如在 半導體製程中常用的化學機械研磨製程（chemjcai mechanical p〇l ishing，CMP)，就產生了大量含有矽石的 廢水° CMP製程是在不同的半導體製成用來階段研磨矽晶 圓表面。CMP製程所製造之含有研磨漿與矽石的廢水，其 中的石夕石必須要先去除才能被安全地排放至環境中成是再 循環利用。 去除工業冷卻水中所含的矽石是一個重要的問題。冷 卻水中的砂石會形成鍋垢而造成熱交換器、管路、閥鬥、 幫浦、及鍋爐的阻塞。目前還沒有一種有效的抑制劑、鉗 和劑或分散劑可以有效控制矽石形成鍋垢β當冷卻水系統 中的矽石濃度達到飽和，大約是每公升15〇至2〇〇毫克，矽 石會聚合形成鍋垢。矽石也會和水中的鎂或鈣等多價陽離 子形成鋼垢。 研究人員已經使用過各種方法來移除可溶的砂石，包 括使用硫化鐵、氣化鈣、氣化鎂、硫化鎂、氧化鎮、氣氧 化鋁 '鋁酸鈉和活化的氧化鋁。最常見的方法是使用活化 的氧化鋁來移除矽石，請見美國專利號第4，2 7 6，1 8 〇號和 第5，5 1 2，1 8 1號。其他含紹的化合物，如紹酸納、硫化銘 及氣化鋁，是用於鹼性的環境中（pl|值大於8 )移除石夕石， 請見美國專利號第5，4 5 3，2 0 6號。然而，因為“粒的分解

C:\Program Files\Patent\pi304.ptd 第 6 頁 425376 五、發明說明（2) 作用與顆粒大小小於5微米的影響，這些方法均不能處理 通過南流量機械系統的大量廢水。 祕過渡系統曾被考慮過用以自廢水令移除矽石。然而 傳統孔洞大小約為0 5微米的微濾膜，很容易就會被因傳 統無機凝固劑所析出通常小於1微米的矽石所阻塞。除此 之外，無機的凝固劑不能加在微細膠狀矽石的析出反應 中產生的部份沈殿物也會阻塞？慮膜的孔洞而阻礙流動。 因此’有必要改善習知自廢水中移除矽石的技術。 以下揭露本案之方法與系統。 本案有關於一自大量廢水中移除石夕石的方法。本方法 中’一含有石夕石之廢水流被一有機南分子凝固劑處理，該 凝固劑用以和矽石反應生成圓形顆粒，顆粒更聚集成大小 大於5微米的團塊。這裡的廢水流包括含矽石之生水與含 石夕石之處理水流。 被用以達成本案預定形成之顆粒的有機與高分子凝固 劑係為聚丙醯胺（陽離子、非離子、陰離子）' 表氣醇/二 甲基胺（epichlorohydrin/dimethylamine, epi-dma)(表 氣醇/二甲基胺高分子之分子量係為25, 〇00至丨，5〇〇, 〇〇〇之 間，最好是200,00 0至3 0 0,0 0 0之間）、聚氣化二丙烯二甲 基敍（polydiallydimethylammonium, DADMAC)、表氣醇/ 二曱基胺和丙醯胺（acrylamide)的共聚物、及其他天然凝 結劑。矽石和凝結劑的適當定量比例^可以最少的前產生最 好的矽石移除效果。所需要的凝固劑濃度決'定於許多因1 素，包括矽!^污染流的濃1度、廢水流率、矽石污染流的排

C:\Program Files\Patent\pi304. ptd 第 7 頁 425376 五、發明說明（3). 放要求、凝固劑/污染物反應動力學等。對矽石污染物， 一般之矽石和凝固劑的莫耳比是在2〇 :丨至5〇 :丨之間，不同 的系統用量不同，最常用的莫耳比是4〇 :丨。如果廢水流中 容許存有少量的矽石，則矽石和凝固劑的比例可以為1 2〇 : 1或更高。最佳的莫耳比也決定於凝固劑的種類，例如， 低分子量表氣醇/二甲基胺的和非常高分子量的表氣醇/二 曱基胺用以凝聚石夕石所使用的劑量相差3至5倍。 研究指出，之前所提的有機凝固劑會使矽石形成細小 的圓形顆粒，這些圓形顆粒更會聚集成約丨〇至9 〇微米的團 塊。這些團塊可以很輕易的以微濾膜濾除，使得濾膜過濾 很有效率且不會有濾膜阻塞的問題。 有機及南分子凝固劑中選擇性添加少量的補充添加劑 可以增加矽石的排除效果。常見的補充添加劑有水合氣化 鋁（aluroiruim chlorohydrate，"ach”，Aln〇H2n—mClm，如 A140H6C12 其 A1:C1 為 2:1)、I呂酸鈉（S0(jium aiuminate， NaA102)、氣化鋁（aluminum chloride, A1C13)、多晶氯 4匕i呂（polyaluminum chloride, "PAC", A I60C15 ) ° 常用 的矽石和無機凝固劑莫耳比為25 : i。 處理過的廢水可以藉著通過微濾膜’而以物理方法將 矽石污染物從廢水t排除。適當的微濾膜是商業上可以取 得的’像製造商 W.L_ Gore， Koch 及 National Filter Media (Salt Lake City， Utah)。例如，在本案中使用一 個GOR-TEXa的聚丙烯濾膜’遽膜上‘並有塗，一層鐵福龍 (t e Π ο η )。這層鐵福龍塗層'是用以促進水從濾膜排出。這

C:\Program Files\Patent\pi304. ptd 第 8 頁 425376 五、發明說明（4> 種微濾膜材料 除矽石或氟化 與外部表面， 有效。 微濾膜是 濾膜襪是包在 陷 個網材 膜和溝槽間的 體流動率，每 微濾膜的孔隙 米之間。藉由 析出污染物顆 的微濾膜。研 的流動速率可 (gallon per 之間。 藉由週期 並沖至一位於 的從後沖洗可 留在過濾盆中 績處理。 這裡所揭 排放限制而設 物顆粒，這些_ 對許多廢水處理系統都很有用。然而對於移 物的系統，有觀察到凝固劑顆粒吸附在内部 並造成濾獏阻塞。從後沖洗對這種情形有沒 以管狀π襪子"外型來使用，以增加表面積。 一個槽管的外面，以防止濾膜襪在使用時塌 放置在濾膜襪和槽管之間，以增進管路中濾 水流動。大量的濾膜分子用以造成非常高的 一個分子有許多個別的過濾襪。 大小約在0 . 5至5微米之間，最好在〇_ 5至1微 控制凝固劑和序時污染物的比例，99. 9%的 粒大小會大於5微米。故可以使用孔隙較大 究指出處理過的廢水通過〇. 5至1微米微濾膜 為每天每平方英呎濾膜係為150至600加侖 square foot of membrane per day, GFD) 地從後沖洗微濾膜，固體會被自濾膜上移除 遽膜下方的過遽盆中。這個週期的、短間隔 以清除微濾膜襪上所堆積之任何污染物。殘 的固體接著被沖至一儲在祕 1 f存槽，再將固體做後 露的廢水處理系統是針料也人 1對付合污染矽石污举 計纟.廢水預處理化學產座尤> /木7石5朵 王不溶解的jg夕'石汚·举 顆粒可以用微濾膜有欵地排除畔扪7石水

C:\Program Files\Patent\pi304. ptd 第 9 頁 425376 五、發明說明（5)- 本案得藉由下列圖式及詳細說明，俾得一更深入之瞭解： 圖式簡單說明如下： 圖一 A為例三中的所析出之矽石之顯微照片，放大被 率為24, 000倍； 圖一 B為例三中所析出之矽石之顯微照片，放大倍率 為49, 0 0 0 倍； 圖二A為例四中所析出之矽石之顯微照片，放大倍率 為 2 0，0 0 0 倍； 圖二B為例四中所析出之矽石之顯微照>1 ，放大倍率為 4 0, 0 0 0 倍； 圖三為廢水預處理系統的示意圖；以及 圖四為用於高流量淨化之廢水微過濾裝置的示意圖。 以上圖式之主要構件如下： 廢水預處理系統1 0 廢水流入流1 8 pH偵測器26 流入槽3 0 過濾槽流入流3 8 濾清水流4 0 從後沖洗盆4 4 真空阻隔器4 8 污染物流出流5 0 淨水流入流5 4 預處理反應槽1 2， 1 4， 1 6 化學凝固劑流入流20，22， 24 酸鹼流入流2 8 化學凝固劑流入流31 過濾槽32， 34， 36 從後沖洗離開流4 2 ' 從後沖洗回歸流4 6 發浪流4 9 I 清洗水流5 2 , 清潔I排出流5 6

C:\Program Files\Patent\pi304· ptd 第10頁 425376 五'發明說明（6)' 本案是有關自大量中廢水移除矽石污染物的方法。在 操作上，廢水被收集後以一種或多種有機高分子凝固劑預 處理’使得矽石和凝固劑反應生成會聚集成大小大於5微 米團塊之圓形顆粒。化學凝固劑最好是以反應槽或靜態線 上攪拌器來與廢水混合，當然其他混合方法也可使用。 處理過的廢水接著通過一個微濾膜，其孔隙大小為0. 5至5微米之間以移除矽石污染顆粒。在這樣的系統中，廢 水的流動速率每天每平方英呎濾膜係為1 5 0至6 0 0加侖 (gallon per square foot of membrane per day, GFD) 之間。微濾膜會被定期地從後沖洗，以清除微濾膜表面所 堆積之污染物。被沖下的固體會因重力而沈積在過濾盆 底，週期地移至一儲存槽以做後續處理。 微濾膜最好是放在--^匣式排列的模組中，用以在高 回復之死頭過濾陣列中分離一正電顆粒。死頭過濾法在低 壓力（4至15psi ’最好是5至10?3丨）、高流動速率下，所供 應之廢水可以1 〇 〇 %被排出而不需要使用幫浦。在濾膜壁上 的固體會被週期地從後沖洗（並重力沈積）以保持乾淨的過 渡區域。個別的卡匣式模組可以很輕易地更換濾膜模組。 本案最佳實施例中使用的濾膜襪是聚丙烯鍍上一層鐵福龍 或聚乙烯毛能襯裡材料，這種濾膜襪可從w. L，Gore獲 得。另一種較佳的濾臈襪則是*Nat ional Fi iter Media, Sal t Lake City，Utah所製造’丨具看一聚，丙烯濾膜鍵結一, 聚丙烯或聚乙烯的毛氈襯裡。濾膜·的老化主要是由於流通

C:\Program Files\Patent\pi304. ptd 第11頁 425376 五、發明說明（7) 量的減少而非機械失敗。許多操作方法認為更換濾膜襪比 清理濾膜上的污染物更符合經濟效益。 濾膜的使用壽命對過濾系統的連續操作與操作經費都 很重要。由 W.L. Gore 和 National Filter Media 製造的濾 膜已經被試過在1 6 0 °F ' p Η值大於1 3下士很堅固的，不會 有大毁壞。本案所預設的操作狀況是室溫且ρΗ值在5至11 之間。目前最佳的操作pΗ值是在7 · 3至9. 3之間，其pH ± 1. 0的範圍也有不錯的結果’在加入有機凝固劑前最好先調 整pH值；根據本案’濾膜的使用壽命可等於或大於18個 月。過濾系統是在低壓力下操作，最好是在4至丨5 p s丨之 間；較大的壓力是可以的，但是壓力越大，濾膜流通量的 損耗越快。雖然目前較佳的操作壓力是低於25psi，使用 有機凝固劑和商業上可獲得之壓力在3〇至8〇psi間之高壓 過濾系統也可以獲得極佳的效果。現存使用傳統無機凝固 劑的過滤系統可以加以整修以使用有機凝固劑來獲得極大 的改善效果。 以下的幾個例子是用以更進一步說明本案。這些例子 僅是示範’不應被視為任何請求實施例的限制。 例一 一 1 5gpm的實驗刻度系統被用以處理含有氟化物與氟 化物結合矽為的廢水，一八丨：1? = 〇23:1之38%鋁酸納溶液以 及劑量35PPn^W0%水合氣化鋁被添加以’移除氟化物.、所 有溶解固體CTDS)、所有懸.浮固體（TSS)與一些其他存^在的

425376 五、發明說明（8Γ 鹽類。沈澱物被一沖洗介質（2 5 ± 5莫耳百分比）’介質分 子量陰離子聚丙醯胺高分子用以移除沈積過濾物。這個很 低到無法偵測的氟化物與淤泥濃度標記（SDI)排出量為低 於3.0。渡膜是.使用由National Filter Media製造之0 5 微米的聚丙烯鍵結濾膜。在操作壓力低於9pai下，濾膜流 通量為650至800GFD之間。結果列於下表，單位是每百萬 分之幾。 時間 週期 流入F 排出F A 130.0 1. 86 B 191.5 21. 7 C 142.2 2.13 D 120.0 0. 72 E 15 6.5 1.41 F 125. 7 0. 79 G 60. 93 0.97 Η 206.25 0. 95 I 133. 3 0.39 J 112.9 0.85 κ 78. 2 3.96 L 1 1,33. 5 3. 96 平均 1 3 2. 6 3. 8

C:\Program Files\Patent\pi304. ptd 第 13 頁 425376 五、發明說明（9)- 最小60. 93 0_ 39 最大206. 2 52 1 . 7 時間 週期 流入F + Si02 排出F + Si02 A 264.0 0.24 B 1.7 2.0 0 . 26 C 140.0 0.31 D 1 53.0 0 . 39 E 98.0 0.36 F 89.0 0. 29 平均 1 52. 7 0. 3 1 最小 89. 00 ‘ 24 最大264. 0 0. 3 9 例二 一 1 5gpm的實驗刻度系統被用以處理含有矽石的廢 水’一A1:F = 0.45:1之38%鋁酸鈉溶液、劑量45ppm的46%硫 酸銘 '劑量25ppm的50%水合氣化鋁以及劑量範圍〇. 25至1. Oppm的2 0%表氣醇/二甲棊胺高分子（一高電荷、低分子量 阮離子e p 1 - D Μ A產物），被添加以移除石夕石、τ j) $與τ S S。這 形成一良好界定的顆粒以移除沈積過濾物。這個很低到無

425376 五、發明說明（ίο) 法偵測的矽石與淤泥濃度標記（S D I )排出量為低於3 . 0。濾 膜是使用由W.L. Gore製造之0.5微米的具聚四氟乙稀鍍層 (P T F E)的聚丙烯毛耗。在操作壓力低於1 5 p a i下，：;慮膜流 通量為175至400GFD之間。結果列於下表，單位是每百萬 分之幾° 時間 週期 流入S i 0 2 排出Si 02 A 140 0.443 B 160 0. 33 C 125 0. 37 D 153 0.39 E 177 0.36 F 165 0. 29 平均 1530. 364 最小 1 25 0. 29 最大 1 770. 443 例二 一 3至5 g P m的長臺刻度系統被用以處理含有石夕石的廢 水，該含有矽石的水流是由Rode Γ販賣之商業上CMP泥漿， 稱做ILD 1 30 0。這個'ILL 1 3 00泥漿根據製造者的建議被稀

C:\Program FiIes\Patent\pi304. ptd 第15頁 425376 五、發明說明（1ϊ) 釋’使之含矽量由石墨爐原子吸收儀量測約為丨3 〇 〇 ppm、 含銨量由離子色層分析法量測約為7 〇ppm。1升的水流重量 約為9 9 3 · 7克。石夕石以落解或膠態存在於水流中。藉由添 加少量的氫氧化鈉與硫酸，調整水流的pH值為8. 58。當pH 值被調整後’水流被混合約3分鐘。2. 0 9克的重量百分比 2 0%的epi-DMA溶液（平均分子量2 5 0, 0 0 0 ±50, 〇〇〇之表氣醇 /二甲基胺高分子）以及0.19克乾水合氣化紹被添加入1升 水流中*並混合約2 0分鐘。 反應混合物被幫浦加壓到6 p s i通過一 2英叹、直徑3. 5 英吋的過濾襪，濾膜流通量約為1 89GFD。過濾襪具有一由 W_ L. Gore所製造之GOR-TEXa濾膜。該濾膜的聚丙烯毛氈 上有一 PTF E鍍層，濾膜孔洞大小為0 . 5微米（1. 5絕對微 米）。 將濾膜的流出液收集，其中由石墨爐原子吸收儀量測 之石夕含量約為1 5 . 5 ppm，由離子色層分析法量測之敍含量 約為70ppm。 濾膜表面收集到的固體經24小聘空氣中乾燥。濾膜表 面所覆蓋的固體可以很輕易地移除並形成散步良好的圓形 顆粒◊這些乾燥後之顆粒被分析，其結果以重量百分比表 示如下表。 i , LDD 1300 Results Loss 6n Drying 45. 5 3 % , , Carbon 3. 84% ' ‘

C:\Program Files\Patent\pi304.ptd 第16頁 425376 五、發明說明（12) Hydrogen （m Nitrogen 1.41% Silicon 36.74% Aluminum 2. 30% 固體中 名的成 圖 描式電 放大49 在0. 05 濾膜的 中通過 用電子 其中矽 的其他成分，例如鈉、鉀以LD1 3 分，並未加以量測。 T其他不知 一A是一個所得之圓形矽顆粒在放大24, 〇帅 子顯微鏡照片。圊一B是一個所得之圓形矽‘粒在 ，000倍之掃描式電子顯微鏡照片。顆粒大小—般是 至〇_ 1 5微米的範圍之間。雖然圓形顆粒的大小小= 孔洞大小，但是顆粒聚集形成之團塊並不會從孔洞 。這些團塊的大小平均是在〗〇至3〇〇微米之間。用 繞射分析儀EDX分析試樣發現試樣中存有矽與鋁， 的濃度遠大於鋁的濃度。 例四 一3至5gpm的長臺刻度系統被用以處理含有矽石的廢 水’該含有石夕石的水流是由I】〇 e s c h t販賣之商業上C Μ P泥 漿’稱做KLEBOSOL。這個KLEBOSOL泥漿根據製造者的建議 被稀釋’使之含矽量與含銨量由石墨爐原子吸收儀量測約 分別為4474口口111與3.200111。1升的水流重量約為998.4克》 矽石以溶解或膠態存在於水流中。藉由,添加少量的t氧化

f I 鈉與硫酸，調整水流的pH值為9. 84。當pH值被調整後，水

C:\Program Files\Patent\pi304.ptd 第17頁 425376 五、發明說明（13) 流被混合約3分鐘。2. 09克的重量百分比20%的epi-DMA溶 液（平均分子量250, 000±50, 000之表氣醇/二甲基胺高分 子）被添加入1升水流中，並混合約2 0分鐘。 反應混合物被幫浦加壓到6 p s i通過一和例三相同的過 濾襪。將濾膜的流出液收集，其中由石墨爐原子吸收儀量 測之矽含量約為8. 32ppm，鋁含量約為小於〇. 1 ppm。 濾膜表面收集到的固體經2 4小時空氣中乾燥。濾膜表 面所覆蓋的固體可以很輕易地移除並形成散步良好的圓形 顆粒。當固體從濾膜表面移除時，會呈現乾燥狀態。圖二 A及B是所得圓形矽顆粒的電子顯微鏡放大照片。顆粒大小 一：ik疋在0 · 0 5至0 · 1 5微米的範圍之間。這些乾燥後之顆粒 被分析，其結果以重量百分比表示如下表。 KLEBOSOL Results Loss on Drying 1.91% Carbon 1.41% Nitrogen 0. 43% Silicon 40.49% Aluminum 0. 98% 圖二A是一個所得之圓形矽顆粒在放大2〇, 〇〇〇倍之掃 描式電子顯微鏡照片。圊二B是一個圖二A之矽顆粒在放大 4 0, 0 0 0倍之掃描式電子顯微鏡照片。用用電子，繞射分析儀 EDX分析試樣發現試樣中存有矽與鋁，其中泠的濃度遠大 Ι· I 11 _ C:\Program Files\Patent\pi304. ptd 第丨8頁 425376 五' 發明說明 (14) 於 銘的濃 度 0 圖 二 A與B中 的石夕顆粒 和圖 一 A與B 中 的石夕 顆粒 是 很相似 的 0 圖三 是 一 個根 據 本案 之可行的 廢水 預 處 理 系 統1 0 的參 考 圖。廢 水 預 處 理 系 統10 包括複數 個預 處 理 反 應 槽12 '14 與16，用 以 讓 廢 水 流 入流1 8和槽内 一或 多 種 凝 固 劑起 化學 反 應。更 含 有 化 學 凝 固劑 ，用以和 廢水 流 入 流1 8 中污 染物 反 應，以 化 學 凝 固 劑 流入 流20 、 22 與24 注 入 預 處 理反 應槽 中 。預處 理 反 應 槽 中 的p Η 值被pH偵 測器 26 監 測 0 當必 要 時 ，酸或 驗 可 以 加 入 酸驗 流入流2 8 中， 以 調 整 反 應槽 内之 pH 值。 預處 理 反 應 槽 的 數目 可依所示 用的 凝 固 劑 種 類量 與形 成 顆粒所 使 用 的 化 學 反應 來決定。 反應 槽 的 大 小 也可 以改 變 以提供 不 同 的 反 應 時間 〇 在通 過 必 要 的 反 應槽 之後，廢 水流 入 流 流 入 一流 入槽 30 用以保 存 預 處 理 過 的廢 水。如果 必要 > 額 外 的 化學 凝固 劑 可以以 化 學 凝 固 劑 流入 流31直接 加入 流 入 槽30 中。 如圖 四 所示， 預 處 理 過 的 廢水 被以過濾 槽流 入 流38 注 入一 至多 個 過濾槽32 \ 34 與36 中 〇 流入流3 8 的大 小 決 定 於 所設 計之 過 濾槽的 流 率 0 例 如 ，在 有5個過濾槽的系統中 每- -個 過 濾槽負 貴 2 50gpm 一 24 英对的流 入線 是 適 當 的 。每 一個！ 過 濾槽32 、 34 與36 是 一個 獨立的過 遽元 件 每 一 個過 濾槽 的 _大小與 數 量 是 隨 系 統所 需要@容 量而 定 〇 滤 清 的水 以 >慮 清 水流4 0 從 過 濾槽移 除。 1 ! 卞 每一 個 過 濾 槽 最 好提 供一固定 的平|板 以 固 定9至4 9個

C:\Prograni Files\Patent\pi3〇4.ptd 第 19 頁 425376 五、發明說明（15) -- :遽卡E模組。目前最常用的過渡卡昆模組包㈣個個別 的過濾襪，其孔洞為0. 5微米。額、定的流動速率為每平方 央呎濾膜0.9gpm ^每一個完整的卡匣模組具有“每平方英 =的濾膜面積，在小於〗5pSi的壓力差下以“叩爪的速度流 動。更包括一提舉機構用以使移除與更換濾膜卡匣模組。 過濾膜被濾清的水週期地從後沖洗以移除濾膜表面的 矽石。在從後沖洗的過程中，過濾槽被從線上移開，使廢 水以從後沖洗離開流4 2自過渡槽流到從後沖洗盆4 4中。從 後沖洗盆44是從後沖洗的廢水以從後沖洗回歸流46流入流 入槽30之前的暫時儲存地。每—次從後沖洗25〇〇gpm過濾 槽大約要使用400至500加侖的水。一真空阻隔器48用以使 過渡槽3 2、3 4或3 6中的壓力’在從後沖洗時能夠平衡。一 發洩流4 9用以排出過高壓力的廢水。 過濾槽32、34與36之濾清水端是露在大氣中的。濾清 水在過濾槽的頂部收集’並流入濾清水流4 〇。當和負面效 果的從後沖洗離開流4 2 —起在過濾槽流出時，這些體積的 濾清水提供正面效果使得具有足夠的壓力差來從後沖洗濾 膜。 在過濾槽32、34與36底部沈積了足夠的污染物後，污 染物被以污染物流出流5 0流出過濾槽。當污染物被移除， 過濾膜被一清洗水流52清洗。接著，收集到之污染物被從 過濾系統中移除，以為後續之用。 濾膜'週期埤可以敲打以去除微量殘留的有機物，週期 性的清潔是很需要的而且是保持工作’一部份。過濾槽流出

C:\Program Files\Patent\pi304, ptd 第 20 頁 425376 五、發明說明（ι&) 開口以污染物 水流入流5 4流 驗與表面活化 與排乾過濾膜 槽32、34 與36 序使用。 如圖四所 需的流率。然 過渡的濾·法。 的過濾槽與容 率。額外的過 數仍符合流量 廢水處理 樣與分析，更 入或流出的閥 器更可用使系 在先前描 廢水中移除析 水流中含有低 本案得由 仍不脫離如附 示，通常 而，串聯 因為過ί慮 量是較佳 濾槽可以 所需。 系統最好 包括習慣 門、幫浦 統自動化 述的例子 出污染顆 於傳統淨 熟習本技 申請專利

C,\Program Files\Patent\pi304, ptd 第 21 頁 流出流50移除所有的污染物。乾淨的水以淨 入每一個過濾槽—般乾淨的水中含有酸、 劑。在某些狀況下，過濾槽可以不需要清洗 而繼續使用。如杲濾膜清洗是必須的’過濾 中的水會以清潔排出流5 6排出過濾槽’供後 是使用多個並聯的過濾槽以達到所 的過濾槽可有第一次過濾、第二次 槽在從後沖洗時會離開線上，額外 的選擇，以維持所需要的排出速 用於離線時，使得系統所於的濾槽 是包括各種不同處理流，以利於取 上常用在安全控制流體從過濾槽流 與感應器。這些閥門、幫浦與感應 〇 中，本案提供一個用正物理障礙自 粒的過程。正分離障礙使得離開的 化器/沙子過濾法的污染物濃度。 術之人任施匠思而為諸般修飾，但 範圍所欲保護者。 I麵 4 253 76 鄉·9·ΐ9 修正 __案號 87117435_0年 9 月 θ 圖式簡單說明 1Ι1ΙΙ 第22頁

Claims (1)

1. 告本

   4 2 53 76 的.9.19 87117435 的年9月丨巧曰 修正_ 六、申請專利範圍 |ι. 一種自大量廢水中移除矽石的方法，其包括下列步 驟： (a)處理一含有矽石和有機高分子凝固劑莫耳比在20 : 1至 50 : 1之間之廢水流，其中該凝固劑與矽石反應生成圓形且 以矽石為主的顆粒，其聚集成大小介於5至5 0 0微米的團 塊； (b )使該處理過的廢水通過一具有孔隙大小〇 . 5至5微米的 微濾膜，使得矽石自通過該微濾膜的廢水中移除；以及 | ( c)週期地從後沖洗該微濾膜，以將矽石從該微濾膜表面 去除。 2.如土..讀..專利範圍第1項所述之方法，其中該廢水流更包 含—— 有.含—之添加劑以輔助凝聚，且該珍石和該含紹之添加 |劑莫耳比係介於2 0 : 1至5 0 : 1之間。 1 3.如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該含鋁之添加 ! #J %星』銘酸納 (sodium aluminate)、水合氯化在呂（ aluminum ch 1 or ohy dr a t e)、氫氧化铭（aluminum :hydroxide)__二活化氧化钻（ac t i vat ed a 1 um i na)、硫化 ：£§____( aluminum sulfate)、氣化紹(aluminum chloride )與-聚 H 也鲜( po 1 y a 1 um i num chloride)群組之一。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中矽石和凝固劑 :之莫耳比係在3 5 : 1至4 5 : 1之間。 ;5.如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括一步驟為調 整該廢水流之pH值介於5至1 1之間。 :6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該凝固劑係為

   第23頁 425376 修正

   棄號 87117435 六、申請專利範圍 一表氣醇/二曱基胺高分子 (epichlorohydrin/dimethylaraine polymer)。 j 7.如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該凝固劑係為 1一表氣醇/么甲基胺高分子，其分子量係為25，00 0至 ~ I 1, 5 0 0，0 0 0之間。 | 8 ·如申請專利範圍第1項所述之法’其中該凝固劑係為— 丨表氣醇/二曱基胺高分子’其分子量係為200, 00 0至 i 3 0 0，0 0 0之間。 :9 ·如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該凝固劑係為 丨一聚氣化二丙烯二曱基銨高分子 (polydiallydimethylammoniumchloride, DADMAC)。 1 0.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該凝固劑係 為一表氯醇/二甲基胺和丙醯胺（acrylai0ide)的共聚物° | i丨如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該濾膜具有 丨一聚四氟乙姊（P〇lytetrafluoroethylene，PTFE)覆蓋於 i聚6烯之上。 I 1 2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該遽膜具有 丨一聚四氣乙稀（polytetrafluoroethylene，PTFE)覆蓋於 聚乙烯毛氈上° 13. 如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該處理過的 廢水在壓力BOpsiT通過該微濾膜β 14. 如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該處理過的 !廢水在壓力!至25psi下通過該微濾膜。 i 1 5.如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該處理過的

   第24頁 425376 修正 -_ 案號 87117435 六、申請專利範圍 廢水在壓力介於4至1 5 ps i之間下通過該微濾膜。 16.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該處理過的 i廢水在壓力介於5至lOpsi之間下通過該微濾膜。 :17,如申請專利範圍第1項所述之自大量廢水中移除矽石 的方法，其中該處理過的廢水通過該微濾膜的流率為每天 i 每平方英吸濾膜150至60 0加侖（gallon per square foot of membrane per day, GFD)之間。 18. —種自大量廢水中移除矽石的方法，包括下列步驟： (a)處理一含有石夕石和有機高分子凝固劑莫耳比在2 0 : 1 $ 冬廢水流，其中該凝固劑與矽石反應生成圓形顆 粒’其聚集成大小介於5至500微米的團塊； (b )使該處理過的廢水通過一具有孔隙大小〇 _ 5至5微米的 微濾膜，其中該處理過的廢水的流率為每天每平方英呎據 膜1 5 0至6 0 0加侖之間，使得矽石自通過該微濾膜的廢水中 移除；以及 (c)週期地從後沖洗該微濾膜，以將矽石從該微濾膜表面 去除。 19. 請專利範圍第1 8項所述之方法，其中該廢水& I有含鋁之添加劑以輔助凝聚，且該矽石和該含鋁^ 灰复莫—5比係介於20 : 1至50 : 1之間。 2 0.知申諸專利範圍第1 9項所述之方法，其中該含鋁夕添 如劑傳選自鋁酸鈉（sodium aluminate) 、合氯化 a 1 u m i n u m chi orohydrate)、氫氧化鋁(aluminum 〜 h y d r ο X id e)、活化氧化鋁（activated alumina)、逆j 匕

   ^25376 n£? g 丨-------f 號 87117435 对年 了J ______ !六、申請專利範圍 11§—L^a 1 u m i η n m sulfate)、氣—化铭（aluminum chloride ^鼓.聚氩 4匕1& ( polyalumi nuni chloride)群，组之 一 ° 2 1.如申請專利範圍第1 8項所述之方法’其中矽石和凝固 丨劑之莫耳比係在3 5 : 1至4 5 : 1之間。 2 2 ·如申請專利範圍第1 §項所述之方法’其中該凝固劑係 為一表氣醇/二甲基胺高分子 | ' (epichlorohydrin/dimethyl amine polymer)° |23.如申請專利範圍第is項所述之方法，其中該凝固劑係 丨為一表氣醇/二甲基胺高分子，其分子量係為25, 00 0至 | 1，5 0 0, 0 0 0之間》 i :2 4.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中該凝固劑係 | =為一表氣醇/二甲基胺高分子，其分子量係為200,00 0至 3 0 0，0 0 0之間。 2 5.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中該凝固劑係 i \ | 丨為一聚氣化二丙烯二甲基銨高分子 I (polydiallydimethylammoniumchloride， DADMAC)。 | 2 6.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中該凝固劑係 1為一表氯醇/二曱基胺和丙醯胺（acrylamide)的共聚物。 27. —種由包含溶解或膠狀石夕石的廢水流與一分子量木於 丨 100，00 0之表氣醇/二甲基胺高分子反應所製備而得的一圓 |开多矽石沈殿物，其中矽石和高分子之莫耳比係在2 0 : 1至 丨60 : 1之間。 2 8 ·如申請專利範圍第2 7項所述之矽石沈澱物，其中該圓 丨 ^形矽石沈澱物聚集形成平均大小係在1 0至30 0微米之間的

   第26頁 ___3 案號87117435 对年7月/ ?日 修正_ 六、申請專利範圍 團塊。 2 9.如申請專利範圍第2 7項所述之矽石沈澱物，其中該矽 石沈澱物的矽石含量係介於30%至98%重量百分比。 j

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