TWI649269B

TWI649269B - Waste water treatment device for supplying high pressure gas

Info

Publication number: TWI649269B
Application number: TW106132281A
Authority: TW
Inventors: 李碩仁; 李奇旺; 莊勝銘; 彭煥之
Original assignee: 李碩仁
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-02-01
Also published as: TW201819311A

Abstract

本發明係包括一密閉容器、一電極殺菌部、一高壓氣體供應部及一控制部。密閉容器供入廢水後，控制部對電極殺菌部供電，而可於工作空間內對廢水進行殺菌。高壓氣體供應部對工作空間內之廢水供入高壓氣體，高壓氣體係選自空氣、氧氣、臭氧其中至少一者，用以提高廢水之溶氧量，進而使得廢水中之鐵離子加速廢水中之污染物的凝聚效果與殺菌效果，使污染物凝聚沉澱，而利於被收集與排放。故，本案達到兼具廢水中之污染物之凝聚效果佳，與殺菌效果提高等優點。

Description

可供入高壓氣體之廢水處理裝置

本發明係有關一種可供入高壓氣體之廢水處理裝置，尤指一種兼具廢水中之污染物之凝聚效果佳，與殺菌效果提高之可供入高壓氣體之廢水處理裝置。

傳統之電解水通常是指含鹽(如氯化鈉)的水，經過電解之後所生成的產物。以氯化鈉為水中所含電解質的電解水，在電解後會含有氫氧化鈉、次氯酸與次氯酸鈉。若只是純水經過電解，則會產生氫氧根離子、氫氣、氧氣與氫離子。在某些條件下，電解後產生的酸性電解水有殺菌用途。依據電解原理：在正極：2H₂ O→O₂ +4H⁺ +4e^- ；在負極：2H₂ O+2e^- →H₂ +2OH^- ；所生成的氧氣，在較低pH值（例如pH＜2.7)情況下，會與氯化合生成次氯酸根或亞氯酸根離子水溶液。其次，傳統之類芬頓(Fenton-like)氧化法主要為三價鐵催化過氧化氫，在適當之濃度與配比下形成包含OH．、HO₂ ．與O₂ ^- ．三種不同類型之自由基，此三種自由基皆具有一定之氧化力。自由基間經由不同之化學反應發生催化、消耗與再生等效應，持續提供污染物較長效之氧化力分解。然而，傳統電解水機與傳統之類芬頓氧化處理均在一般常壓下進行，其殺菌效果及污水處理之效能有限，仍有改善的空間。因此，有必要研發新技術，以解決上述缺點。

本發明之目的，在於提供一種可供入高壓氣體之廢水處理裝置，其兼具廢水中之污染物之凝聚效果佳，與殺菌效果提高等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統裝置在常壓下之殺菌效果及污水處理之效能有限的問題。解決上述問題之技術手段係提供一種高壓殺菌之醫療廢水處理裝置，係包括：一密閉容器，係具有一輸入部、一輸出部及一工作空間；該輸入部係用以供入一待處理之廢水，該輸出部用以排出處理後之廢水；該工作空間係介於該輸入部與該輸出部之間，用以容納該廢水；一電極殺菌部，係設於該工作空間內，並包括一正電極板、一負電極板，及複數個介於其間且彼此不接觸之電感應極板；該正電極板、該負電極板其中至少一者為含鐵材料；一高壓氣體供應部，係設於該工作空間內，且位於該電極殺菌部的下方，該高壓氣體供應部用以供應一高壓氣體至該工作空間內之廢水中；該高壓氣體之壓力係介於1.5大氣壓至3.5大氣壓；該高壓氣體係選自空氣、氧氣、臭氧其中至少一者；一控制部，係用以對該正電極板供應一正電，且用以對該負電極板供應一負電，並用以控制該高壓氣體朝該工作空間內之該廢水供入該高壓氣體；藉此，該高壓氣體係用以提高該廢水之溶氧量，進而使得該廢水中之鐵離子加速該廢水中之污染物的凝聚效果與殺菌效果，使污染物凝聚沉澱，而利於被收集與排放。本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

參閱第1、第2、第3及第4圖，本發明係為一可供入高壓氣體之廢水處理裝置，其裝置部分可包括一密閉容器10、一電極殺菌部20、一高壓氣體供應部30及一控制部40。關於該密閉容器10，係具有一輸入部11、一輸出部12及一工作空間13。該輸入部11係用以供入一待處理之廢水90，該輸出部12用以排出處理後之廢水90；該工作空間13係介於該輸入部11與該輸出部12之間，用以容納該廢水90。關於該電極殺菌部20，係設於該工作空間13內，並包括一正電極板21、一負電極板22，及複數個介於其間且彼此不接觸之電感應極板23；該正電極板21、該負電極板22其中至少一者為含鐵(離子)材料；關於該高壓氣體供應部30，係設於該工作空間13內，且位於該電極殺菌部20的下方，該高壓氣體供應部30用以供應一高壓氣體30A至該工作空間13內之廢水90中；該高壓氣體30A之壓力係介於1.5大氣壓至3.5大氣壓；該高壓氣體30A係選自空氣、氧氣、臭氧其中至少一者。關於該控制部40，係用以對該正電極板21供應一正電41，且用以對該負電極板22供應一負電42，並用以控制該高壓氣體30A朝該工作空間13內之該廢水90供入該高壓氣體30A。藉此，該高壓氣體30係用以提高該廢水90之溶氧量，進而使得該廢水90中之鐵離子加速該廢水90中之污染物的凝聚效果與殺菌效果，使污染物凝聚沉澱，而利於被收集與排放。實務上，該高壓氣體供應部30係包括一高壓氣體產生裝置31及複數個排氣管32，複數個該排氣管32係彼此並列，且分別位於相鄰兩極板(如第2圖所示，例如該正電極板21與該電感應極板23之間、該負電極板22與該電感應極板23之間、該電感應極板23與該電感應極板23之間)間的下方。該每一排氣管32係具有複數個排氣孔32A，該高壓氣體30A經該排氣孔32A排入該廢水90，進而產生複數個高壓氣泡321。該高壓氣泡321係從該工作空間13底部向上移動，移動過程可帶走該電解殺菌部20內相關結構上之污物(包括該廢水90殺菌過程產生的污物、該各極板上之反應物及黏著物)。本發明之重點在於，當對該密閉容器10先供入待處理之該廢水90，再充入該高壓氣體30A，便能提高該工作空間13內之該廢水90的溶氧量，進一步可藉由該電極殺菌部20之鐵離子，提高該廢水90中之污染物的凝聚量。參閱第5圖，係不同初始酸鹼(PH)值之廢水，配合對該密閉容器10供入不同氣壓之高壓氣體30A，進行廢水染料的化學需氧量去除率之檢測，可得到如第5圖所示之數據。其中，關於化學需氧量去除率，當廢水之初始酸鹼值在3至9之間時，其化學需氧量去除率，第一曲線L1(2.0265BAR，大約等於2atm)與第二曲線L2(1.01325BAR，大約等於1atm)均明顯優於第三曲線L3(常壓)。由此可證明本案採用供入高壓氣體30A之方式，可以得到較佳之化學需氧量去除率，特別是廢水之酸鹼值小於等於7之範圍內時，其效果明顯。參閱第6圖，其橫軸為不同初始酸鹼(PH)值，而縱軸為廢水染料的殘餘色度(色度值)。其中，當該密閉容器10供入不同氣壓之高壓氣體30A進行比較後，可得到第四曲線L4(2.0265BAR，大約等於2atm)與第五曲線L5(1.01325BAR，大約等於1atm)，在廢水之酸鹼值小於等於7之範圍內，其殘餘色度均優於第六曲線L6(常壓)。參閱第7圖，係不同初始酸鹼(PH)值之廢水，配合對該密閉容器10供入不同氣壓之高壓氣體30A，進行廢水之二價鐵佔總鐵的比率之分析比較，可得到第七曲線L7(2.0265BAR，大約等於2atm)與第八曲線L8(1.01325BAR，大約等於1atm)，在廢水之酸鹼值小於等於7之範圍內，其二價鐵佔總鐵的比率均低於第九曲線L9(常壓)。其中二價鐵佔總鐵的比率愈低代表三價鐵佔總鐵的比率愈高。更進一步，請參閱第8A、第8B、第8C、第8D及第8E圖，其係分別為該密閉容器10內(初始pH值均為7時)之氣壓呈常壓(不供氣)、1BAR、2BAR、3BAR、4BAR處理後之廢水之實際照片，可明確看出，氣壓愈大，原則上處理後之廢水愈清澈。再如第9A(染料廢水)、第9B(常壓)、第9C(1BAR)、第9D(2BAR)、第9E(3BAR)及第9F(4BAR)圖所示，係分別為該密閉容器10內之不同氣壓處理後之廢水之上澄液之實際照片，同樣可看出，供入之氣壓愈大，上澄液愈清澈。更詳細的說，由於鐵離子有二價鐵離子及三價鐵離子等，當溶氧率提高時，本案之廢水中之二價鐵離子會轉換成三價鐵離子，越多之三價鐵離子有助於讓廢水中之污染物凝聚成膠狀物之效率提高。一旦污染物凝聚沉澱，可由底部之排泥機制(例如排泥管路，習知技術不贅述)來排除污泥。又，該正電極板21、該負電極板22與該任一電感應極板23若有消耗(耗材)時，可以適時更換。此外，由於本案設有複數個電極板，通電後進行電解水之反應，不僅廢水中含氯之化合物，也會產生次氯酸水，而有殺菌之效果。另外，位於各電極板下方之該排氣管32所排出之該高壓氣泡321會向上飄移，一方面增加廢水中之流體擾動，另一方面也可將黏附於各電極板之雜物帶離，降低黏附之問題。本發明之優點及功效係如下所述： [1] 廢水中之污染物之凝聚效果佳。本發明對密閉容器內之廢水供入高壓氣體，可提高廢水之溶氧量，進一步藉由該電極殺菌部之鐵離子，提高該廢水中之污染物的凝聚量。故，廢水中之污染物之凝聚效果佳。 [2] 殺菌效果提高。本發明於密閉容器內設置電極殺菌部，可用以對該廢水進行殺菌處理，當再供入高壓氣體時，可提高殺菌效果。以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。

10‧‧‧密閉容器

11‧‧‧輸入部

12‧‧‧輸出部

13‧‧‧工作空間

20‧‧‧電極殺菌部

21‧‧‧正電極板

22‧‧‧負電極板

23‧‧‧電感應極板

30‧‧‧高壓氣體供應部

30A‧‧‧高壓氣體

31‧‧‧高壓氣體產生裝置

32‧‧‧排氣管

32A‧‧‧排氣孔

321‧‧‧高壓氣泡

40‧‧‧控制部

41‧‧‧正電

42‧‧‧負電

90‧‧‧廢水

L1‧‧‧第一曲線

L2‧‧‧第二曲線

L3‧‧‧第三曲線

L4‧‧‧第四曲線

L5‧‧‧第五曲線

L6‧‧‧第六曲線

L7‧‧‧第七曲線

L8‧‧‧第八曲線

L9‧‧‧第九曲線

第1圖係本發明之示意圖第2圖係第1圖之剖視圖第3圖係本發明之電極殺菌部與排氣管之對應關係之示意圖第4圖係本發明之高壓氣泡於工作空間內向上移動之示意圖第5圖係本發明之不同初始酸鹼(PH)值對應不同氣壓之廢水染料的化學需氧量去除率比較曲線圖第6圖係本發明之不同初始酸鹼(PH)值對應不同氣壓之廢水染料的殘餘色度之比較曲線圖第7圖係本發明之不同初始酸鹼(PH)值對應不同氣壓之廢水中的二價鐵佔總鐵的比率曲線圖第8A、第8B、第8C、第8D及第8E圖係分別為密閉容器內之常壓(不供氣)、1BAR、2BAR、3BAR、4BAR氣壓處理後之廢水之實際照片第9A、第9B、第9C、第9D、第9E、第9F圖係分別為染料廢水、常壓、1BAR、2BAR、3BAR及4BAR氣壓處理後之廢水之上澄液之實際照片

Claims

一種可供入高壓氣體之廢水處理裝置，係包括：　一密閉容器，係具有一輸入部、一輸出部及一工作空間；該輸入部係用以供入一待處理之廢水，該輸出部用以排出處理後之廢水；該工作空間係介於該輸入部與該輸出部之間，用以容納該廢水；　一電極殺菌部，係設於該工作空間內，並包括一正電極板、一負電極板，及複數個介於其間且彼此不接觸之電感應極板；該正電極板、該負電極板其中至少一者為含鐵材料；　一高壓氣體供應部，係設於該工作空間內，且位於該電極殺菌部的下方，該高壓氣體供應部用以供應一高壓氣體至該工作空間內之廢水中；該高壓氣體之壓力係介於1.5大氣壓至3.5大氣壓；該高壓氣體係選自空氣、氧氣、臭氧其中至少一者；　一控制部，係用以對該正電極板供應一正電，且用以對該負電極板供應一負電，並用以控制該高壓氣體朝該工作空間內之該廢水供入該高壓氣體；　藉此，該高壓氣體係用以提高該廢水之溶氧量，進而使得該廢水中之鐵離子加速該廢水中之污染物的凝聚效果與殺菌效果，使污染物凝聚沉澱，而利於被收集與排放；　其中，該高壓氣體供應部係包括一高壓氣體產生裝置及複數個排氣管，複數個該排氣管係彼此並列，且分別位於相鄰兩電極板間的下方，該每一排氣管係具有複數個排氣孔，該高壓氣體經該排氣孔排入該廢水，進而產生複數個高壓氣泡；　其中，該高壓氣泡係從該工作空間底部向上移動，移動過程可帶走該電解殺菌部內相關結構上之污物。