TWI567250B

TWI567250B - Electroplating plant within the ammonium chloride recycling system

Info

Publication number: TWI567250B
Application number: TW103100395A
Authority: TW
Inventors: yi xiang Huang
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2017-01-21
Also published as: TW201527604A

Description

電鍍廠內的氯化銨循環利用系統

本發明係有關一種可應用於電鍍廠內的廢水除氨設備，尤指可從廢水中回收氯化銨液體原料供廠內後續的電鍍製程使用，讓原本有汙染性的氨在電鍍廠內逆轉成有用的電鍍原料。

我國環保法令已經規定，從民國105年起工業廢水中氨的排放將開始規劃納入管制。對此，工研院研究員曾針對科學園區的氨氮回收處理流程提出各種可行性評估調查研究，例如參考文件第33頁，是該份報告唯一具體提出回收氨氮的系統設計。但此種回收系統的操作必須不間斷地提供高溫蒸氣，而不間斷地產製蒸氣將不斷地消耗能源，即使因此處理了氨的排放，卻同時造成嚴重影響環境保護的碳排放問題。

由於電鍍製程中必須使用銨鹽，因此電鍍廢水中含氨量相當可觀，應屬首先需要研究單位設法積極協助、幫助的行業。前述利用蒸氣回收氨氮的系統設計，運作起來將不斷消耗珍貴的進口能源、惡化碳排放管制，對於當前獲利情況已經極度微薄的電鍍業者而言，根本難以適用。再者，高溫的環境，對電鍍的品質有負面影響。

如果真正想幫助電鍍業者在新環保法令施行後繼續生存，科學家們應該幫他們發明一些可行、低成本，又有利益誘因的設備給電鍍業者們使用，如此才能避免他們為了生存，在無可奈何之下，挺而走險地暗自偷排廢水。

有鑑於此，本發明提供一種電鍍廠內的氯化銨循環利用系統，其特徵在於包括：一含氨廢水調理單元、一水洗單元及一濃縮單元。

其中含氨廢水調理單元係設有一第一槽體、一散氣盤及一攪拌單元。其中在第一槽體上設有一含氨廢水注入口可將來自電鍍製程的含氨廢水導入槽內。此外，第一槽體上還設有一液鹼注入口，可將液鹼注入槽內與含氨廢水混合而產生一鹼化混合液。散氣盤係設於第一槽體內的底部，可將外界空氣導入而與鹼化混合液接觸而帶出氨氣。攪拌單元係設於第一槽體內用以加速含氨廢水與液鹼的混合，並且可增加鹼化混合液與外界空氣接觸的機會而帶出鹼化混合液裡的氨氣，最後令氨氣從氨氣輸出口輸往水洗單元。在第一槽體中，產生氨氣之化學反應式為：NH₄ ⁺+OH^-=NH₃+H₂O

水洗單元係設有一第二槽體、一氨氣輸入口、一噴淋單元及一含氯化銨溶液輸出口；其中氨氣輸入口係設於第二槽體，用以導入氨氣與噴淋單元噴出加入鹽酸的水滴接觸，藉以產生含氯化銨溶液。這些含氯化銨溶液不斷從含氯化銨溶液輸出口輸往濃縮單元。在第二槽體中，產生氯化銨溶液之化學反應式為：NH₃+HCl=NH₄Cl

濃縮單元係設有一第三槽體、一含氯化銨溶液注入口、一樣品取出口、一第二輸出口，其中含氯化銨溶液注入口係用以將來自水洗單元的含氯化銨溶液導入，同時從鹽酸注入口將鹽酸注入使與含氯化銨溶液混合而產生一酸化混合液。樣品取出口係用以取出酸化混合液以測試其氯化銨濃度；在測出酸化混合液中的氯化銨濃度尚未達到預定值時，酸化混合液從第一輸出口送回水洗單元而與第二槽體內的含氯化銨溶液混合；當酸化混合液中的氯化銨濃度達到預定值後，可藉由第二輸出口將已達預定氯化銨濃度的酸化混合液(氯化銨溶液)送至一成品收集槽，供後續的電鍍製程使用。

藉由本發明的實施，不但可以解除電鍍廢水之氨排放對工業區廢水處理廠的運作負擔，更可以將有害的物質直接在廠內轉變成電鍍製程需要的氯化銨，節省原料的購買成本。

1‧‧‧含氨廢水調理單元

2‧‧‧水洗單元

3‧‧‧濃縮單元

4‧‧‧鼓風機

5‧‧‧導電度量測單元

6‧‧‧導電度量測單元

11‧‧‧第一槽體

12‧‧‧含氨廢水注入口

13‧‧‧電鍍製程

14‧‧‧液鹼注入口

15‧‧‧散氣盤

16‧‧‧攪拌單元

17‧‧‧氨氣輸出口

18‧‧‧第三輸出口

20‧‧‧第二槽體

21‧‧‧氨氣輸入口

22‧‧‧噴淋單元

23‧‧‧含氯化銨溶液輸出口

30‧‧‧第三槽體

31‧‧‧含氯化銨溶液注入口

32‧‧‧鹽酸注入口

33‧‧‧酸化混合液

34‧‧‧樣品取出口

35‧‧‧第一輸出口

36‧‧‧第二輸出口

37‧‧‧成品收集槽

38‧‧‧鹽酸

50‧‧‧導電度偵測器

51‧‧‧記憶體

52‧‧‧信號裝置

53‧‧‧微處理控制器

60‧‧‧導電度偵測器

61‧‧‧記憶體

63‧‧‧電磁控制閥

64‧‧‧微處理控制器

130‧‧‧含氨廢水

140‧‧‧液鹼

141‧‧‧鹼化混合液

150‧‧‧外界空氣

170‧‧‧氨氣

230‧‧‧含氯化銨溶液

521‧‧‧信號燈

522‧‧‧蜂鳴器

圖1、係本發明之電鍍廠內的氯化銨循環利用系統實施例示意圖。

圖2、係本發明之電鍍廠內的氯化銨循環利用系統，外接一導電度量測單元時的具體實施例示意圖。

圖3、係本發明之電鍍廠內的氯化銨循環利用系統，外接另一導電度量測單元時的具體實施例示意圖。

如圖1所示，一種依據本發明的電鍍廠內的氯化銨循環利用系統實施例，其特徵在於包括一含氨廢水調理單元1、一水洗單元2及一濃縮單元3。

其中含氨廢水調理單元1設一第一槽體11、一含氨廢水注入口12、一液鹼注入口14、一散氣盤15、一攪拌單元16及一氨氣輸出口17。在第一槽體11上設有含氨廢水注入口12，可將來自電鍍製程13的含氨廢水130導入槽內。液鹼注入口14設於第一槽體11上，可將液鹼140注入槽內與含氨廢水130混合而產生一鹼化混合液141，在鹼化的反應過程中產生氨氣170。較佳者，可將本實施例的鹼化混合液141酸鹼值係控制於11至12的範圍內，以得到較佳的氨氣170產量。

散氣盤15係設於第一槽體11內的底部，可外接一鼓風機4或通用的其他送氣設備，用以將外界空氣150打入第一槽體11與鹼化混合液141接觸，藉以帶出鹼化混合液141時產生的氨氣170。括一攪拌單元16係設於第一槽體11內，用以混合含氨廢水130與液鹼140，並增加鹼化混合液141與外界空氣150接觸的機會。氨氣輸出口17係用以輸出氨氣170。

此外，在第一槽體11尚可加設一第三輸出口18，用以將已釋出氨氣170後的廢水排出，送往工業區的廢水處理廠，進行除氨以外的廢水處理。

水洗單元2係設有一第二槽體20、一氨氣輸入口21、一噴淋單元22 及一含氯化銨溶液輸出口23；其中氨氣輸入口21係設於第二槽體20，用以將氨氣170導入第二槽體20；噴淋單元22係用以在第二槽體20內產生含鹽酸的水滴而與氨氣170接觸，藉以產生一含氯化銨溶液230；含氯化銨溶液輸出口23，用以向外輸出含氯化銨溶液230。

濃縮單元3係設有一第三槽體30、一含氯化銨溶液注入口31、一樣品取出口34、一第二輸出口36，其中含氯化銨溶液注入口31係用以將含氯化銨溶液230導入第三槽體30內；鹽酸注入口32係設於第三槽體30上，用以將一鹽酸38注入第三槽體30而與含氯化銨溶液230混合而產生一酸化混合液33；較佳者，本實施例的酸化混合液33，其酸鹼值係藉由控制鹽酸38的加入而維持在0.5至5.0的範圍內。

樣品取出口34係用以取出酸化混合液33以測試其氯化銨濃度；第一輸出口35係用以將未達一預定氯化銨濃度的酸化混合液33送回第二槽體20與含氯化銨溶液230混合。

第二輸出口36係用以將已達預定氯化銨濃度的酸化混合液33送至一成品收集槽37供電鍍製程13使用。本實施例之氯化銨的濃度，可利用儀器測出，譬如測試酸化混合液33的導電度測定，當酸化混合液33的導電度達到200,000mho/cm時，視為已達到預定氯化銨濃度。

如圖2所示，係一在第三槽體30外接一導電度量測單元5的具體實施例，其中導電度量測單元5包括一導電度偵測器50、一記憶體51、一記憶體51及一微處理控制器53。導電度偵測器50係用以測試第三槽體30內酸化混合液33的導電度並產生一數值；記憶體51係供記憶一導電度預設值；信號裝置52，用以表示一信號。微處理控制器53係用以讀取並比對該導電度偵測器50產生的該數值及該導電度預設值，並透過該信號裝置52表示該酸化混合液33的導電度與該導電度預設值比對的結果。

本實施例的信號裝置52，可包括一信號燈521，於導電度偵測器50 產生的數值高於記憶體51所記憶的導電度預設值時，代表這時的酸化混合液33已經含有足夠濃度的氯化銨溶液。當微處理控制器53啟動信號燈521，可以提醒操作人員開啟第二輸出口36，將酸化混合液33送至成品收集槽37備用。

本實施例的信號裝置52亦可同時包括或將燈號替代為一蜂鳴器522，於導電度偵測器50的數值高於記憶體51所記憶的導電度預設值時，微處理控制器53啟動蜂鳴器522，藉此提醒操作人員可開啟第二輸出口36，將內含足夠濃度之氯化銨溶液的酸化混合液33送至成品收集槽37供電鍍廠內後續的製程使用。

如圖3所示，本發明的第三槽體30係可外接另一種導電度量測單元6，包括一導電度偵測器60、一記憶體61、一電磁控制閥63及一微處理控制器64。其中導電度偵測器60同樣係用以測試第三槽體30內酸化混合液33的導電度並產生一數值，記憶體61供記憶一導電度預設值；該預設值可為200,000mho/cm左右。

本實施例的電磁控制閥63，係設於第三槽體30的第二輸出口36，用以控制其啟閉。微處理控制器64係與電磁控制閥63電性連接，用以讀取並比對導電度偵測器60的數值及記憶體61所記憶的導電度預設值；當導電度偵測器60產生的數值高於導電度預設值時，微處理控制器64即送出一信號使電磁控制閥63開啟第二輸出口36，將第三槽體30中內含足夠濃度的氯化銨溶液送至成品收集槽37供電鍍廠內後續的製程使用。

綜上所述，藉由本發明的實施，不但可以解除電鍍廢水之氨排放對工業區廢水處理廠的負擔，更可以將有害的物質直接在廠內轉變成電鍍製程需要的氯化銨，節省原料的購買成本。尤其透過微處理控制器64控制燈號521、蜂鳴522或電磁控制閥63，可以降低操作人員的人力素質要求、縮短訓練時間、防止操作上的失誤，有利於讓電鍍業者放心採納與使用。