TWI591020B - 含有重金屬離子廢水之處理方法及其系統 - Google Patents

Description

含有重金屬離子廢水之處理方法及其系統

本發明是有關於一種廢水之處理方法及廢水之處理系統，且特別是有關於一種含有重金屬離子廢水之處理方法及含有重金屬離子廢水之處理系統。

隨著高科技的發展，製程所排放的廢水含有許多重金屬離子(例如鎘、鋅)、金屬固體顆粒(例如硫化鎘)、高濃度氨水、含有硫成分的硫離子前驅物(例如硫脲)、及相關反應副產物。

舉例來說，製作電路板時，經電鍍後廢水中會含有重金屬。目前，針對製程廢液中的重金屬離子，由於水量過大，常利用添加化學藥劑(例如，鹼)的方式，使重金屬離子沉澱析出成重金屬汙泥(例如，氫氧化銅)，再加以分離。

然而，上述利用添加化學藥劑去除重金屬離子的方法需要額外使用藥劑。如氫氧化銅的含水率非常高，且氫氧化銅濃度不夠高而為有害廢棄物，除了不利於回收或再利用外，還須付出廢棄物處理費用。是以，要如何有效地去除廢水中之重金屬離子，即為相關業者所亟欲改善之課題。

本發明提供一種含有重金屬離子廢水之處理方法及其系統，其經還原產生之重金屬顆粒大，可具有沉澱效率快且易於回收。

本發明提出一種含有重金屬離子廢水之處理方法。包括以下步驟。提供一超過濾薄膜及一反應槽，其中該反應槽內含有一廢水以及一重金屬離子結合劑。接著，操作一過濾步驟與一還原步驟。過濾步驟為藉由重金屬離子結合劑而與廢水中的重金屬離子結合成一聚集物，聚集物係無法通過該超過濾薄膜，該廢水成一不含重金屬的處理水，該不含重金屬的處理水係通過該超過濾薄膜，該還原步驟為添加一還原劑至該反應槽中，使該聚集物藉由該還原劑還原為一重金屬。

在本發明的一實施例中，於操作還原步驟後，更包括以下步驟。提供一儲存槽，其中儲存槽連接於反應槽。接著，使重金屬自反應槽移置於儲存槽。

在本發明的一實施例中，於提供超過濾薄膜及反應槽的步驟中，包括以下步驟。採用聚電解質以作為重金屬離子結合劑。

在本發明的一實施例中，於提供超過濾薄膜及反應槽的步驟中，包括以下步驟。採用一界面活性劑以作為重金屬離子結合劑。界面活性劑濃度係超過臨界微胞濃度。

本發明另提出一種含有重金屬離子廢水之處理系統，包括一反應槽、一超過濾薄膜以及一還原劑。反應槽含有一廢水以及一重金屬離子結合劑。還原劑位於反應槽內，其中重金屬離子結合劑與廢水中的重金屬離子結合成一聚集物，聚集物係無法通過超過濾薄膜，廢水成一不含重 金屬的處理水，不含重金屬的處理水係通過超過濾薄膜，聚集物藉由還原劑還原為一重金屬。

在本發明的一實施例中，含有重金屬離子廢水之處理系統更包括一儲存槽。儲存槽連接於反應槽。還原劑將聚集物還原為重金屬之後，重金屬自反應槽移置於儲存槽。

在本發明的一實施例中，重金屬離子結合劑為聚電解質。

在本發明的一實施例中，重金屬離子結合劑為一界面活性劑。界面活性劑濃度係超過臨界微胞濃度。

基於上述，本發明提出之含有重金屬離子廢水之處理方法及其系統，其先藉由重金屬離子結合劑結合廢水中的重金屬離子，使所形成的聚集物係無法通過超過濾薄膜，並同時讓不含重金屬的處理水通過超過濾薄膜，以達到去除重金屬離子的目的。再者，所述聚集物藉由還原劑以還原成重金屬(例如，金屬銅)，如此，由於經還原產生之重金屬顆粒大，除了具有沉澱效率快且降低廢汙泥處理量外，還原產生的重金屬還具有易於回收的功能。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1‧‧‧含有重金屬離子廢水之處理系統

20‧‧‧反應槽

30‧‧‧超過濾薄膜

40‧‧‧出水槽

50‧‧‧還原劑

60‧‧‧儲存槽

70‧‧‧聚集物

WA‧‧‧廢水

WA1‧‧‧不含重金屬的處理水

WB‧‧‧重金屬離子結合劑

S100‧‧‧含有重金屬離子廢水之處理方法

S110~S120‧‧‧步驟

第1圖係為本發明之含有重金屬離子廢水之處理系統的示意圖。

第2圖係為本發明之含有重金屬離子廢水之處理方法的流程示意圖。

以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利 貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。

第1圖係為本發明之含有重金屬離子廢水之處理系統的示意圖。請參閱第1圖。本實施例提出一種含有重金屬離子廢水之處理系統1，包括一反應槽20、一超過濾薄膜30、一出水槽40、一還原劑50以及一儲存槽60，其中超過濾薄膜30係包括具奈米等級的孔隙。

在本實施例中，反應槽20含有一廢水WA以及一重金屬離子結合劑WB。反應槽20連接超過濾薄膜30，而超過濾薄膜30連接出水槽40，如此配置之下，反應槽20內的廢水WA例如是藉由幫浦抽取的方式而通過超過濾薄膜30。此外，還原劑50位於反應槽20內，儲存槽60連接於反應槽20，其中還原劑50例如是藉由控制器而導入至反應槽20內。

在本實施例中，例如是藉由抽取的方式而使反應槽20內的廢水WA導入至如第1圖所示的超過濾薄膜30，由於重金屬離子結合劑WB能與廢水WA中的重金屬離子結合成一聚集物70，而聚集物70係無法通過超過濾薄膜30。因此，將反應槽20內的廢水WA抽取並通過超過濾薄膜30時，由於重金屬離子結合劑WB已與廢水WA中的重金屬離子結合成聚集物70，而聚集物70無法通過超過濾薄膜30而仍會留在反應槽20內。據此，此時廢水WA成一不含重金屬的處理水WA1，此不含重金屬的處理水WA1係通過超過濾薄膜30，且不含重金屬的處理水WA1移置並存放於出水槽40。另一方面，聚集物70藉由還原劑50還原為一重金屬PA，此重金屬PA自反應槽20移置並存放於儲存槽60，以便後續進行回收的動作。

在一實施例中，重金屬離子結合劑WB例如為高吸附密度與高吸附強度的聚電解質，或水溶性高分子聚集物，其可根據去除重金屬離子的種類與特性而去決定要採用適當的聚電解質或水溶性高分子聚集物。

在一實施例中，重金屬離子結合劑WB例如為一界面活性劑，界面活性劑濃度係超過臨界微胞濃度(critical micellar concentration,CMC)。

第2圖係為本發明之含有重金屬離子廢水之處理方法的流程示意圖。本實施例所提出的含有重金屬離子廢水之處理方法S100。包括以下步驟S110~S120。

進行步驟S110，提供一超過濾薄膜30及一反應槽20，其中反應槽20內含有一廢水WA以及一重金屬離子結合劑WB。

需說明的是，在一實施例中，係採用高吸附密度與高吸附強度的聚電解質或水溶性高分子聚集物，以作為重金屬離子結合劑WB，其可根據去除重金屬離子的種類與特性而去決定要採用適當的聚電解質或水溶性高分子聚集物。在另一實施例中，係採用一界面活性劑以作為重金屬離子結合劑WB，界面活性劑濃度係超過臨界微胞濃度(critical micellar concentration,CMC)。

進行步驟S120，操作一過濾步驟與一還原步驟。

在本實施例中，過濾步驟為藉由重金屬離子結合劑WB而與WA廢水中的重金屬離子結合成一聚集物70，聚集物70係無法通過超過濾薄膜30，廢水WA成一不含重金屬的處理水WA1，不含重金屬的處理水WA1係通過超過濾薄膜30，且可將所述不含重金屬的處理水WA1移置並存放於 出水槽40，以完成去除重金屬的目的。

另一方面，還原步驟為添加一還原劑50至反應槽20中，其中還原劑50例如是藉由控制器而導入至反應槽20內，使聚集物70藉由還原劑50還原為一重金屬PA。

於操作還原步驟後，還包括以下步驟。提供一儲存槽60，其中儲存槽60連接於反應槽20。據此，聚集物70藉由還原劑50還原為重金屬PA後，接著，使重金屬PA自反應槽20移置於儲存槽60。

需說明的是，上述方式皆能結合重金屬離子，以達到將廢水WA中的重金屬離子萃取的目的，並且上述重金屬離子結合劑WB皆可以不斷的回收再利用，藉以降低處理程序的操作費用及設備。

綜上所述，本發明提出之含有重金屬離子廢水之處理系統，其先藉由重金屬離子結合劑結合廢水中的重金屬離子，使所形成的聚集物係無法通過超過濾薄膜，並同時讓不含重金屬的處理水通過超過濾薄膜，以達到去除重金屬離子的目的。

再者，所述聚集物藉由還原劑以還原成重金屬(例如，金屬銅)，如此，由於經還原產生之重金屬顆粒大，除了具有沉澱效率快且降低廢汙泥處理量外，還原產生的重金屬還具有易於回收的功能。

此外，採用聚電解質或超過臨界微胞濃度的界面活性劑作為重金屬離子結合劑，其可以不斷的回收再利用，藉以降低處理程序的操作費用及設備。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍 內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S100‧‧‧含有重金屬離子廢水之處理方法

S110~S120‧‧‧步驟

Claims (4)

1. 一種含有重金屬離子廢水之處理方法，包括：提供一超過濾薄膜及一反應槽，其中該反應槽內含有一廢水以及一重金屬離子結合劑，其中該超過濾薄膜係包括具奈米等級的孔隙，於提供該超過濾薄膜及該反應槽的步驟中，包括：採用聚電解質或採用一界面活性劑以作為該重金屬離子結合劑，該界面活性劑濃度係超過臨界微胞濃度；以及操作一過濾步驟與一還原步驟，其中該過濾步驟為藉由該重金屬離子結合劑而與該廢水中的重金屬離子結合成一聚集物，該聚集物係無法通過該超過濾薄膜，該廢水成一不含重金屬的處理水，該不含重金屬的處理水係通過該超過濾薄膜，該還原步驟為添加一還原劑至該反應槽中，使該聚集物藉由該還原劑還原為一重金屬。
2. 如申請專利範圍第1項所述之含有重金屬離子廢水之處理方法，其中於操作該還原步驟後，更包括：提供一儲存槽，其中該儲存槽連接於該反應槽；以及使該重金屬自該反應槽移置於該儲存槽。
3. 一種含有重金屬離子廢水之處理系統，包括：一反應槽，其中該反應槽含有一廢水以及一重金屬離子結合劑，其中該超過濾薄膜係包括具奈米等級的孔隙，該重金屬離子結合劑為聚電解質或一界面活性劑，該界面活性劑濃度係超過臨界微胞濃度；一超過濾薄膜；以及一還原劑，位於該反應槽內，其中該重金屬離子結合劑與該廢水中的重金屬離子結合成一聚集物，該聚集物係無法通過該超過濾薄膜，該廢水成一不含重金屬的處理水，該不含重金屬的處理水係通過該超過 濾薄膜，該聚集物藉由該還原劑還原為一重金屬。
4. 如申請專利範圍第3項所述之含有重金屬離子廢水之處理系統，更包括：一儲存槽，連接於該反應槽，其中該還原劑將該聚集物還原為該重金屬之後，該重金屬自該反應槽移置於該儲存槽。