1283189 九、發明說明: 發明所屬之技術領域 本發明係關於一種可節省洗释塔洗滌液用量的廢氣處 理技術’尤其有關一種利用並流喷射塔及膜離生物反應器 的廢氣處理技術。 先前技術 半導體等高科技產業所排放的有機廢氣的處理包括以 ® 焚化技術及以濕式洗滌技術進行處理,前者有高能源消 耗、溫室氣體排放與安全性問題。安全性較高之濕式洗滌 技術’則有洗滌液用量大,且廢洗滌液後續淨化處理費用 南叩專缺點。 我國專利公告第457120號揭示一種降低排放廢氣中 揮發性有機物的方法,該方法包含將注入臭氧至該洗滌塔 之中,並使該臭氧與該洗滌液充分混合的步驟,藉由臭氧 _ 與廢氣中揮發性有機物反應,而降低該廢氣與該洗滌液中 之該揮發性有機物的含量。該臭氧來源可為化學氣相沉積 (CVD,chemical vapor deposition)製程反應中所產生者。 我國專利公告第546159號揭示一種洗滌塔廢氣處理 方法’包括將一藥劑加入至該洗滌塔内以調整該洗滌液的 酸鹼值大於ρΗΙΟ.5以上。 以上的兩篇我國專利所使用的洗滌塔可為填充塔、泡 罩塔、喷霧塔或文式塔。雖然它們對降低排放廢氣中揮發 性有機物的方法提出了不同的解決方案,但是並沒有對洗 5 1283189 滌液用量大,且廢洗滌液後續淨化處理費用高昂等缺點提 出解決方案。 美國專利6808628B2號揭示一種浸入式膜離生物反應 器(submerged membrane bioreactor),包含一内含微生物混 合液之槽;及一浸入於該混合液之過濾模組,其具有一穿 透側’而且該混合液僅透過該過濾模組與該穿透側呈流體 相通。該過濾模組包含一多孔性支撐材,其具有一形成該 φ 穿透側的第一表面及相對於該第一表面的第二表面;及一 覆蓋於該第二表面的不織物膜,該不織物膜具有一介於〇1 -2 mm之間的厚度及介於〇·2 _1〇〇以㈤之間的孔隙。 我國專利公告第593167號揭示於一種浸入式膜離生 物反應器進行廢水/水處理的方法,該反應器包含一内含微 生物混合液之槽;於該混合液的複數個多孔性擔體;及一 浸入於該混合液之過濾模組,其具有一穿透側,而且該混 合液僅透過該過遽模組與該穿透側呈流體相通。該方法包 _ 括將一進流水導入該槽中的混合液;將一負壓來源施用於 該穿透側,使得該槽中的液體透過該過濾模組從該穿透側 机出該槽,及藉由對該混合液曝氣的方式使該複數個多孔 性擔體與該過濾模組接觸,於是降低該過濾模組上的積垢。 乂上所知1及的專利的内容藉由參考方式被併入本案。 發明内容 本發月的主要目的在提供一種可節省洗務塔的洗滌 液用量的廢氣處理技術。 1283189 本發明的另一目的在提供一種利用洗滌塔及膜離生物 反應器的廢氣處理技術,其可節省廢洗滌液後續淨化處理 的用地需求(降低固定成本)。 本發明所揭示的一種廢氣處理設備,包含: 一洗滌塔,包含位於該塔内部的一吸收區,一用於向 該吸收區導入廢氣的廢氣入口,一用於向該吸收區導入洗 滌液的洗滌液入口,一用於從該吸收區排出該廢氣與該洗 I 滌液在該區内接觸所產生的被洗滌氣的排氣口,及一用於 從該吸收區排出因為該接觸而吸收有該廢氣所含之有機物 或臭味物質的廢洗滌液出口; 一膜離生物反應器,包含一内含微生物混合液之槽; 及一浸入於該混合液之過濾模組,該過濾模組具有一穿透 側而且該混合液僅透過該過濾模組與該穿透側呈流體相 通; 一第一管路,其連接該洗滌塔的廢洗務液出口及該膜 Φ 離生物反應器的槽,以將該廢洗滌液導入該膜離生物反應 器的槽内;及 一第二管路,其連接該膜離生物反應器的過濾模組的 穿透側,用於將至少一部份由該穿透側流出的出流水作為 該洗條液導入該洗務塔的洗務液入口。 較佳的,該洗滌塔為填充塔、泡罩塔、並流喷射塔、 喷霧塔或文式塔,以並流喷射塔為更佳。 較佳的,本發明的廢氣處理設備進一步包含一連接於 該穿透側的負壓來源,以抽取該檜内的液體透過該過濾模 7 1283189 組而進入該穿透側内。 本發明亦揭示一種廢氣處理方法,其包含下列步驟: a) 將廢氣與一洗滌液在一洗滌塔内接觸,於是該廢 氣所含之有機物或臭味物質的至少一部份為該洗滌液所吸 收; b) 從該洗滌塔排出一有機物或臭味物質含量較該廢 氣少的被洗滌氣; c) 將吸收有該廢氣所含之有機物或臭味物質的廢洗 滌液從該洗滌塔導入一膜離生物反應器的一個槽内,該槽 内具有一内含微生物之混合液,及浸入於該混合液之過濾、 模組,其中該過濾模組具有一穿透側,而且該混合液僅透 過該過濾模組與該穿透侧相通,其中該廢洗滌液所含的有 機物或臭味物質的至少一部份於該槽内為該微生物所分 解; d) 施用一負壓於該穿透側,使該槽内的液體透過該 過濾模組而進入讓穿透侧;及 e) 將該穿透側内的穿透液的至少一部份作為該洗務 液導入該洗滌塔内。 本發明利用膜離生物反應器來回收再循環使用廢洗滌 液,膜離生物反應器具有高污泥濃度,不但可以增加微生 物的多樣性,以分解特殊污染物,而且淨化後的處理水含 有低的懸浮固體含量,可直接回收再循環至洗滌塔使用, 降低洗滌液汰換量,節省水資源。膜離生物反應器同時亦 具有高體積效益及低污泥產率之優點。 1283189 實施方式 依本發明的一較佳具體實施例所完成的廢氣處理設 備,如圖1所示,主要包括一並流喷射塔10及一膜離生物 反應器20。 洗滌液以泵浦40經由管路32由一入口 13自並流喷射 塔1〇的頂部淋入。使用一鼓風機41將空氣打入管路33的 一端。該管路33的另一端被連接於並流喷射塔1〇底部的 一廢氣入口 12。含有機物與臭味物質的廢氣被連接於該管 路33的一中間位置,於是該廢氣被載流於高速空氣由該廢 氣入口 12進入該並流喷射塔10的底部,其中經一氣體流 量計34手動控制空氣的流量。 並流喷射塔10的内部是設有複數個喷射單元丨丨所構 成的一吸收區。廢氣自並流喷射塔1〇底部往上流經每層塔 板上的喷射單元丨丨;而洗滌液則是自並流喷射塔ι〇頂部往 下流,進入到每一層塔板。在廢氣通過喷射單元u的過程 中,因氣速增加,導致該空間產生局部喷射負壓現象,將 流經塔板上之洗滌液吸入於其内。氣體與液體於喷射單元 11中並流接觸,產生劇烈氣液質傳效果,接觸後的氣液由 喷射單7G 11的頂部兩側以水平方向喷出,氣體往上進到上 一層塔板的喷射單元11,液體自然落下到原塔板層,重複 地被吸入喷射單元11中,因此氣相中污染物可被高效率吸 收至洗滌液内,且洗滌液也因重複循環使用,可使最少的 洗務液發揮最大的有機物或臭味物質吸收能力。有機物吸 1283189 收完成後的洗滌液則由並流喷射塔10底部的一出口 15通 過一管路31被導入膜離生物反應器20處理。被洗滌過的 廢氣自並流喷射塔10頂部的排氣口 14排出。經過膜離生 物反應器20淨化處理後之洗滌液,再以泵浦4〇經由管路 32被導回並流喷射塔1〇頂部循環使用,其中管路32上被 設有一液體流量計35及被連接一回流管路36及閥37來控 制再循環之洗滌液的流量。 • 如圖2所示,吸收有有機物或臭味物質之洗滌液從管 路31進入膜離生物反應器的反應槽21内。槽内裝置有一 過遽模組22,透過鼓風機23打入空氣或氧氣至反應槽21 底部的曝氣設備24以提供微生物處理所需之氧氣。空氣或 氧氣也可為用於無氧微生物系統的氮氣或二氧化碳,或者 為用於厭氣微生物系統的氮氣、甲烷或沼氣。濾液(permeate) 即出流水透過泵浦4 0抽出。在栗浦4 0之前於管路3 2上裝 置一真空壓力計3 8來控制抽取出流水的負壓。 _ 以上廢氣處理設備可使廢氣與洗滌液於並流喷射塔i 〇 内進行高效率氣液質傳,氣相中有機物或臭味物質因此被 洗滌液吸收去除;並流喷射塔10流出含有機物或臭味物質 之洗滌液被送至膜離生物反應器進行微生物處理,由過渡 模組抽出低懸浮固體含量的淨化過的洗滌液再導回並流喷 射塔10循環使用。 本發明將藉以下實施例被進一步瞭解,該實施例僅作 為說明之用,而非用於限制本發明範圍。 實施例1 10 1283189 異丙醇濃度200 ppmv之有機氣體,以圖1及2所示的 本發明設備進行處理,其中喷射單元規格如表1所示,膜 離生物反應器的規格如表2所示,在氣液比71〇〜83〇條件 下’進行連續13日的測試。結果如圖3所示,氣體中異丙 醇去除效率可達93%以上。
過濾模組薄 膜規格 ^應槽 污泥漠1 參數
超過渡琪,總膜面積〇 · 18 m2,總出水量6 5 70 mL/min長 40 cm X 寬 40 cm X 水深 90 cm 5,900 〜6,700 mg/L 表1喷射單元規格 \i- > » · 一, ~一. 參數 並流喷射塔内禋 8 cm 塔板數/噴射單元數 5/1 部昇氣筒高度 Μ單元下部昇氣筒直徑 A 1 口口 一 一\ ' --—------- _ 50 mm 外徑27 mm,内徑21 mm 义射单7L上部埴料高廢 25 mm 赁射單元上部填料帮號 不銹鋼絲網,線徑〇.22mm 板孔的直徑/面積 直徑11 mm/面積〇·95 cm2 、点次 4M 古 --- /Μ々IL唯直 __外控 1 2mm_ __30 mm_ 開孔率(以有效區面積計) 1.9¼ ’並流喷射塔徑8〇mm面 ___積 50.2cm2_ 表2膜離生物反應器規格 圖式簡單說明 圖1顯不依本發明的一較佳具體實施例所完成的廢氣 處理設備的示意圖。 1283189 圖2顯示圖1中膜離生物反應器20的示意圖。 圖3顯示於本發明實施例1中連續13日處理濃度200 ppmv異丙醇有機氣體的結果。 主要元件的圖號說明 10··並流喷射塔;11··喷射單元;12··廢氣入口; 13··入口; 14.·排氣口; 15·.出口; 20·.膜離生物反應器;21··反應槽; 22.·過濾模組;23、41··鼓風機;24.·曝氣設備; 31、32、33、3 6··管路;34·.氣體流量計;35··液體流量計;37·.閥; 38··真空壓力計;40··泵浦
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