TWI466831B - 用於廢水處理之絮凝劑及其使用方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於廢水處理之絮凝劑及其使用方法，且更特定言之，係關於一種用於使廢水之廢物及其他污染物聚結及絮凝的絮凝劑及其使用方法。
現今，海水、河水、池塘水及湖水之污染正由於諸如污水系統之缺陷、漏油、海洋傾倒、富營養化等各種原因而增加。除此之外，水污染之主要因素之一為高度集中之工業區(特別是接近重要水源之彼等區域)中工業廢物之處置。許多工業設施使用淡水自設備中帶走廢物且帶至河、湖及海洋中。此外，由於工業上廣泛使用水且排放未充分處理或甚至未處理之廢水，因此清潔水源及工業水源正在耗竭。水污染之另一主要原因為日益增加之城市人口，其導致家庭廢水增加。因此，供應工業用淡水及家庭用淡水已變得愈加困難。
因此，為了再使用水而進行廢水處理相當重要，無論其是用於人類消耗、工業使用還是為了保護環境。已知各種水處理方法且用於達成上述目的。在一種情況下，出於人類消耗之目的，用氯釋放劑處理水。然而，經氯釋放劑處理之水具有許多缺點，諸如令人不愉快之氣味及口味。此外，當氯化水中存在酚類時，該等酚類將與氯反應產生三氯酚，其會加重氯化水的令人不愉快之口味及氣味。經氯處理之水的另一缺點為氯釋放劑不會使水中之膠體粒子及懸浮固體聚結及/或絮凝，因為其僅僅起消滅水中存在之細菌的作用。
另一處理水之已知方法為添加絮凝劑(諸如硫酸鋁、無機小分子絮凝劑、無機聚合物絮凝劑、有機聚合物絮凝劑、明膠及矽膠)至廢水中以使廢水之廢物聚結及絮凝。此技術已廣泛用於處理汙廢水、飲用水、工業廢水等。但是，此等熟知絮凝劑之使用有限制。
儘管硫酸鋁由於其相對低成本生產而為最常用之絮凝劑，但其並非極有效之絮凝劑。舉例而言，聚結及絮凝速度極低，且所形成之絮凝物的尺寸較小。此外，使用硫酸鋁必須伴隨有高溫以進行充分聚集。另外，硫酸鋁使經處理之水具有高度酸性，出於中和之目的，又需要輸入大量鹼性物質。
然而，屬於無機小分子絮凝劑群之氯化鐵顯示較強聚結及絮凝性，因為所形成之絮凝物較大且其足以有效地使廢物以及重金屬聚結及絮凝。但是，氯化鐵溶液具有高度腐蝕性且穩定性低。除此之外，使用氯化鐵處理廢水必須伴隨有熟石灰，其會導致污泥大量產生。烘烤該污泥又會引起其他環境污染，此並不切合實際。
因此，本發明之一目標為藉由引入新穎及創造性絮凝劑來解決上述技術缺點，該絮凝劑用於處理由家庭、商業及工業排放產生之廢水。絮凝劑藉由使廢水中之廢物及其他污染物以懸浮固體及膠體粒子之形式聚結及絮凝而起作用。
本發明係關於一種新穎及創造性絮凝劑，其用於處理由家庭、商業及工業排放產生之廢水。絮凝劑藉由使廢物及其他污染物以懸浮固體及膠體粒子之形式聚結及絮凝成絮凝物或薄片而起作用。絮凝物隨後可浮動至液體上部，或沈降至液體底部，隨後可容易地自液體濾掉。
在本發明之一具體實例中，絮凝劑包含以重量計2.52%至12.52% Na2
O、43.25%至53.25% SiO2
、16.52%至26.52% Al2
O3
、1%至6.06% K2
O、1%至10.22% CaO、1%至8.25% Fe、1.12%至11.12%聚葡萄胺糖及2.06%至12.06%陶瓷粉。
在本發明之一較佳具體實例中，絮凝劑包含以重量計7.52% Na2
O、48.25% SiO2
、21.52% Al2
O3
、1.06% K2
O、5.22% CaO、3.25% Fe、6.12%聚葡萄胺糖及7.06%陶瓷粉。
在本發明之另一具體實例中，絮凝劑中存在之上述組份每一者之粒度均為約50 μm。
在本發明之另一具體實例中，絮凝劑可用於處理由家庭、商業及工業排放產生之廢水，諸如水溶性塗料廢水、水溶性機械廢水、工廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、鐵(III)氧化物廢水、鉻廢物、砷廢水、污泥、其他污染液體及其類似物。
在本發明之又一具體實例中，絮凝劑進一步用於使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色。
在本發明之又一具體實例中，良好地處理廢水所需要之絮凝劑之量為100 mg/L至4000 mg/L。
藉由參考以下詳細描述，本發明之上述及其他特徵及目標將變得更明顯且更好理解。應瞭解下文已知之詳細描述不欲為詳盡的或限制本發明於所揭示之確切形式，因為本發明可能採用各種代替形式。反之，除非申請專利範圍另外明確表述，否則詳細描述將覆蓋對本發明所作出的所有相關修改及改變。
根據本發明，揭示一種新穎及創造性絮凝劑，其藉由使廢物及其他污染物以懸浮固體及膠體粒子之形式聚結及絮凝用來處理廢水。聚結及絮凝之廢物亦稱為絮凝物或薄片，隨後可浮動至液體上部或沈降至液體底部，可輕易地自液體濾掉。
絮凝劑包含以重量計2.52%至12.52% Na2
O、43.25%至53.25% SiO2
、16.52%至26.52% Al2
O3
、1%至6.06% K2
O、1%至10.22% CaO、1%至8.25% Fe、1.12%至11.12%聚葡萄胺糖及2.06%至12.06%陶瓷粉。較佳地，絮凝劑包含以重量計7.52% Na2
O、48.25% SiO2
、21.52% Al2
O3
、1.06% K2
O、5.22% CaO、3.25% Fe、6.12%聚葡萄胺糖及7.06%陶瓷粉。上述組份每一者之粒度均為約50 μm。
絮凝劑非常有效地處理由家庭、商業及工業排放產生之各種廢水，諸如水溶性塗料廢水、水溶性機械廢水、工廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、鐵(III)氧化物廢水、鉻廢水、砷廢水、污泥、其他污染液體及其類似物。絮凝劑亦非常有效地使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色。
有效處理廢水所需之絮凝劑之量實際上基於廢水之類型。參考表1中關於處理不同種類廢水所需要之絮凝劑之量的非詳盡實例。一般而言，100 mg/L至4000 mg/L絮凝劑添加至廢水中會產生良好的聚結及絮凝結果。在添加絮凝劑時，將廢水劇烈攪拌約10秒及再靜置10秒，觀測到絮凝物形成。廢水溫度及pH值不影響絮凝劑之效能。因此，無需用加熱及鹼性或酸性化學物質對廢水進行預處理及後處理，使得成本進一步降低。圖1至圖8說明不同類型廢水在添加絮凝劑之前及之後的情況。
用諸如層析法、分光光度計及JIS K 0102之各種偵測方法來測試經根據本發明之絮凝劑處理之工業廢水中的有害及有毒組份。測試結果顯示於表2中。根據測試結果，在經處理之工業廢水中不存在或未偵測到有害及有毒組份，例如烷基汞、汞化合物、鎘化合物、鉛、磷、鉻、砷、氰化氫、氯苯、銅、鋅、氟及其類似物。
收集Petronas Melacca精煉廠之廢水且用根據本發明之絮凝劑處理。用APHA第19版(1995)中公開之方法分析經處理之樣品中污染物之量。結果製成表格且顯示如下：
參看以上鑑別結果，懸浮固體、油及油脂之污染物含量顯著減少。此外，經絮凝劑處理之廢水的生物需氧量(BOD)及化學需氧量(COD)水準顯著低於如馬來西亞環境品質法案(1974)及環境品質(污水及工業廢水)條例(1979)中所述的標準B規範。BOD為用於測定水中存在之生物有機體對該水中溶解之氧之吸收率的標準化學程序，而COD為間接量測水中有機化合物之量的測試方法。BOD與COD均通常用於水質之度量及指示中。除此之外，游離氯、酚、硫化物及氨之量亦顯著減少。
圖1說明根據本發明之絮凝劑對水溶性塗料廢水之作用；
圖2說明根據本發明之絮凝劑對水溶性機械廢水之作用；
圖3說明根據本發明之絮凝劑對工廠廢水之作用；
圖4說明根據本發明之絮凝劑對建築工地廢水之作用；
圖5說明根據本發明之絮凝劑對混凝土廢水之作用；
圖6說明根據本發明之絮凝劑對鐵(III)氧化物廢水之作用；
圖7說明根據本發明之絮凝劑對鉻廢水之作用；且
圖8說明根據本發明之絮凝劑對砷廢水之作用。
Claims (8)
- 一種用於廢水處理之絮凝劑，其包含以重量計2.52%至12.52% Na2 O；43.25%至53.25% SiO2 ；16.52%至26.52% Al2 O3 ；1%至6.06% K2 O；1%至10.22% CaO；1%至8.25% Fe；1.12%至11.12%聚葡萄胺糖；及2.06%至12.06%陶瓷粉；其中該等組份每一者之粒度均為約50μm。
- 如申請專利範圍第1項之絮凝劑，其中該絮凝劑較佳包含以重量計7.52% Na2 O、48.25% SiO2 、21.52% Al2 O3 、1.06% K2 O、5.22% CaO、3.25% Fe、6.12%聚葡萄胺糖及7.06%陶瓷粉。
- 如申請專利範圍第1項之絮凝劑，其中由家庭、商業及工業排放產生之該廢水為水溶性塗料廢水、水溶性機械廢水、工廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、鐵(III)氧化物廢水、鉻廢水、砷廢水、污泥、其他污染液體或其類似物。
- 如申請專利範圍第1項之絮凝劑，其中該絮凝劑進一步用於使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色。
- 一種使用絮凝劑處理廢水之方法，該絮凝劑包含以重量計2.52%至12.52% Na2 O、43.25%至53.25% SiO2 、16.52% 至26.52% Al2 O3 、1%至6.06% K2 O、1%至10.22% CaO、1%至8.25% Fe、1.12%至11.12%聚葡萄胺糖及2.06%至12.06%陶瓷粉，其中該等組份每一者之粒度均為約50μm，該方法係藉由將100mg/L至4000mg/L該絮凝劑添加至該廢水、污泥及/或污染液體中來達成。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其中該絮凝劑較佳包含以重量計7.52% Na2 O、48.25% SiO2 、21.52% Al2 O3、1.06% K2 O、5.22% CaO、3.25% Fe、6.12%聚葡萄胺糖及7.06%陶瓷粉。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其中由家庭、商業及工業排放產生之該廢水為水溶性塗料廢水、水溶性機械廢水、工廠廢水、建築工地廢水、混凝土廢水、鐵(III)氧化物廢水、鉻廢水、砷廢水、污泥、其他污染液體或其類似物。
- 如申請專利範圍第5項之方法，其中該絮凝劑進一步用於使染料廢水、印刷廢水、顏料廢水及其類似物脫色。
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