TWI406820B - Treatment of chlorine - containing wastewater - Google Patents

Description

含氯廢水的處理方法

本發明是有關於一種廢水處理方法，特別是指一種含氯廢水的處理方法。

『氯鹽』係指水中的氯離子，一般在天然淡水中的含量不多，其來源主要為海水入侵、鹽層滲出，及工業廢水等。而工業廢水中含有大量氯鹽的主要原因是在製程中使用大量的氯化物；如製革業、焚化底灰再利用業等，氯鹽濃度高的水具有腐蝕性，對於作物會造成生長妨礙，若任意排放將對環境造成極大的影響。

目前為了解決含高濃度氯鹽之工業廢水的問題，已有不少方法被陸續提出，例如，美國專利US4462976號揭示一種含氯廢水的處理方法，其主要是在含氯廢水中加入氫氧化鈣(Ca(OH)₂ )，及碳酸鈣(CaCO₃ )先將廢水中的氯轉化成氯化鈣(CaCl₂ )之後，再加入硫酸與氯化鈣反應生成鹽酸與石膏，最後再用蒸餾及過濾方式將鹽酸及石膏從廢水中分離出，即可完成該含氯廢水的處理方法；此外，中華民國第200909358號公開專利，則揭示一種利用光觸媒處理工業含氯廢水的方法，其係利用一具有塗佈光觸媒的反應流道，將含氯廢水引進該塗佈光觸媒的流道中停留一預定時間，令光觸媒去除廢水中的污染物後，再將處理後之廢水排出，以減低廢水中的有機物及氯離子的含量。

由於含氯之工業廢水不僅會對生活環境造成破壞，且會對生態造成影響，因此，如何開發高效率且低處理成本的廢水處理方法，以有效降低工業廢水中之氯離子含量，則為此技術領域業者積極開發的重要課題之一。

因此，本發明之目的，即在提供一種含氯廢水的處理方法。

於是，本發明一種含氯廢水的處理方法，包含一反應步驟，於含氯廢水中加入於水中會解離出鋁離子的含鋁化合物，及會解離出鈣離子的含鈣化合物，形成一混合溶液，令該混合溶液中的鋁離子、鈣離子與氯離子反應，形成不溶性的鈣鋁氯化合物，完成該含氯廢水之處理。

本發明之功效在於：利用加入於水中可解離出鋁離子及鈣離子的化合物於含氯廢水中，令鋁離子、鈣離子與氯離子反應形成不溶性的鈣鋁氯化合物，以減低含氯廢水中的氯離子含量，不僅成本低廉且處理方法簡便。

<發明詳細說明>

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本發明含氯廢水的處理方法的較佳實施例包含一反應步驟11，及一分離步驟12。

該反應步驟11是於含氯廢水中加入含鋁的化合物A，及含鈣的化合物B，令該化合物A及化合物B溶於水中，解離出鋁離子及鈣離子後，與含氯廢水中的氯離子反應形成不溶性鈣鋁氯化合物。

詳細地說，該步驟11是將該化合物A、B加入含氯廢水中，形成一混合溶液，將該混合溶液攪拌一預定時間，令該混合溶液中的鋁離子、鈣離子與氯離子反應，形成不溶性的鈣鋁氯化合物。

要說明的是，該含鋁及含鈣的化合物A及化合物B均是選自會溶於水中並解離得到鋁離子、鈣離子的化合物，較佳地，該化合物A是鋁粉、硫酸鋁、硝酸鋁、鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鈣、氫氧化鋁，或其中之一組合，更佳地，該化合物A是鋁酸鈉、鋁酸鉀、硫酸鋁，或其中之一組合；較佳地，該化合物B是氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣、乙酸鈣、硝酸鈣、鋁酸鈣、醋酸鈣，或其中之一組合，更佳地，該化合物B是氫氧化鈣、氧化鈣、醋酸鈣，或其中之一組合。

要再說明的是，該混合溶液中的鋁離子、鈣離子與氯離子反應所形成的不溶性鈣鋁氯化合物種類會隨著加入之化合物A及化合物B的不同而有所不同；例如，當加入之化合物A及化合物B分別為鋁酸鈉及氫氧化鈣時，其與氯離子反應所形成的不溶性鈣鋁氯化合物為佛萊第鹽類(Friedel’s Salt，Ca₂ Al(OH)₆ Cl‧2H₂ O)及水鈣鋁鎦石(Katoite，(CaO)₃ ‧Al₂ O₃ ‧6H₂ O)；而當加入之化合物A及化合物B分別為鋁酸鈉及氧化鈣時，其與氯離子反應所形成的不溶性鈣鋁氯化合物則為水鋁鈣石(Ca₄ AlO₆ Cl‧10H₂ O)及氫氧鈣石(Portlandite，Ca(OH)₂ )；當加入之化合物A及化合物B分別為鋁酸鈉及醋酸鈣時，其與氯離子反應所形成的不溶性鈣鋁氯化合物則為水鋁鈣石(Hydrocalumite，Ca₄ AlO₆ Cl‧10H₂ O)；因此，該加入含氯廢水中的鈣離子及鋁離子的莫耳數與含氯廢水中氯離子的莫耳數之間的比值，不小於所形成之鈣鋁氯化合物之鈣、鋁、氯莫耳數的比值，較佳地，該混合溶液中的鋁離子莫耳數與氯離子莫耳數比值不小於1，鈣離子莫耳數與氯離子莫耳數比值不小於2，更佳地，該混合溶液中的中之鈣離子莫耳數與鋁離子莫耳數的比值介於為1~4之間；而又考量該化合物A及化合物B在水中溶解度的問題，較佳地，該加入含氯廢水中的鈣離子及鋁離子的莫耳數與含氯廢水中氯離子的莫耳數之間的比值不小於所形成之鈣鋁氯化合物之鈣、鋁、氯莫耳數的比值的1.5倍。

該分離步驟12是以固液分離方式將該混合溶液的液體與不溶性鈣鋁氯化合物分離，而完成該含氯廢水處理。

詳細地說，該分離步驟是將前述經該反應步驟形成之不溶性鈣鋁氯化合物，利用濃集機、沉澱池、過濾、壓濾機、離心機等方式，將混合溶液的液體與不溶性鈣鋁氯化合物分離，即可得到一低氯含量之淨化回收水，而完成該含氯廢水處理。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下九個具體例的詳細說明中，將可清楚的呈現，但應瞭解的是，該等具體例僅為說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

＜具體例1＞

本發明含氯廢水的處理方法的一具體例1簡單說明如下。

首先，先秤取氯化鈣5.55g，加去離子水定量至600ml，配得一原始氯離子含量為14200ppm的含氯溶液。

接著，加入11.1g氫氧化鈣及54g鋁酸鈉於該含氯溶液中，得到一混合溶液，再於室溫下以150rpm轉速攪拌1小時，令該化合物A及化合物B解離之鋁離子及鈣離子與含氯溶液中的氯離子反應形成不溶性鈣鋁氯化合物。

之後，將前述反應完成後之混合溶液以過濾方式將該混合溶液的不溶性鈣鋁氯化合物與液體分離，得到不溶物與濾液，量測該濾液的氯離子含量。

＜具體例2~8＞

本發明含氯廢水的處理方法的具體例2~8其含氯溶液的配置與反應步驟的流程與該具體例1相同，因此不再重複敘述，其不同處在於配置含氯溶液時的氯化鈣添加量不同，及不同的化合物A及化合物B種類及含量。

＜具體例9＞

本發明含氯廢水的處理方法的具體例9其反應步驟的流程與該具體例1相同，不同處在於其含氯溶液是取自焚化底灰再利用業的含氯廢水，該含氯廢水經量測後得知其氯含量為1870ppm。

＜具體例10＞

本發明含氯廢水的處理方法的具體例10其反應步驟的流程與該具體例1相同，不同處在於其含氯溶液是取自焚化底灰再利用業的含氯廢水，該含氯廢水經量測後得知其氯含量為1870ppm。

＜氯含量測試＞

本發明之氯含量測試是取100ml待測水樣，先以硫酸(0.5M)或氫氧化鈉溶液(1M)調整待測水樣的pH值至7~10之間，加入1ml鉻酸鉀(5%)為指示劑，再以硝酸銀(0.0141N)為滴定液滴定，至溶液顏色呈黃色(略帶桃紅色)即為滴定終點；同時再以100 mL蒸餾水以同樣滴定條件作空白試驗。

計算硝酸銀的滴定量，以下列公式計算即可得到待測水樣的氯含量。

氯含量計算公式：

氯離子濃度(mg Cl^- /L)=(A-B)×N×35450/水樣體積(mL)

A：待測水樣消耗之硝酸銀滴定溶液體積(mL)。

B：空白試驗消耗之硝酸銀滴定溶液體積(mL)。

N：硝酸銀滴定溶液之當量濃度。

茲將利用本發明含氯廢水的處理方法該具體例1~10所使用之化合物A及化合物B之種類、重量、原始之氯離子濃度、經含氯廢水處理後之氯離子含量，及氯去除率結果整理於表1。

本發明該含氯廢水的處理方法利用加入可溶於水中並解離出鋁離子及鈣離子的化合物A及化合物B於含氯廢水中，令鋁離子、鈣離子與氯離子反應形成不溶性的鈣鋁氯化合物，以減低含氯廢水中的氯離子，不僅成本低廉且處理方法簡便，因此可更適用於一般高氯含量之工業含氯廢水的處理，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例與具體例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11．．．步驟

12．．．步驟

圖1是一流程圖，說明本發明該含氯廢水處理方法的較佳實施例。

11．．．步驟

12．．．步驟

Claims (4)

1. 一種含氯廢水的處理方法，包含：一反應步驟，於含氯廢水中加入於水中會解離出鋁離子的含鋁化合物，及會解離出鈣離子的含鈣化合物而形成一混合溶液，並使得該混合溶液中的鋁離子、鈣離子與氯離子反應形成不溶性鈣鋁氯化合物，完成該含氯廢水之處理，其中，該含鋁化合物是鋁酸鈉、鋁酸鉀、硫酸鋁，或其中之一組合，該含鈣化合物是氫氧化鈣、氧化鈣、醋酸鈣，或其中之一組合，且該混合溶液中鈣離子莫耳數與鋁離子莫耳數的比值介於1~4之間。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之含氯廢水的處理方法，更包含一分離步驟，是以固液分離方式將該混合溶液的液體與不溶性鈣鋁氯化合物分離。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之含氯廢水的處理方法，其中，該分離步驟的固液分離方式是利用沉澱、過濾、濃集、離心，或壓濾方式將液體與固體分離。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之含氯廢水的處理方法，其中，該混合溶液中的鋁離子莫耳數與氯離子莫耳數比值不小於1，鈣離子莫耳數與氯離子莫耳數比值不小於2。