TWI649270B - 含重金屬廢液之處理方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種含重金屬廢液之處理方法及其系統，其主要將廢液導入處理系統中的第一調節槽進行pH值調合，並於還原槽中添加金屬調合劑以捕獲還原廢液中的金屬物質，再經滯留槽沉靜反應，並回流第一調節槽提供廢液調合pH值，同時，導入第二調節槽中將處理後廢液添加酸液再次中和酸鹼值，之後經初步過濾與曝氣處理分離污泥，再導入活性碳槽內進行去味處理；藉此，經由分段快速反應的過濾技術，達到節省處理時間並可有效去除六價鉻等重金屬物質的功效。

Description

含重金屬廢液之處理方法及其系統

本發明係有關於一種含重金屬廢液之處理方法及其系統，尤指一種利用捕獲金屬的方法，並經分段過濾，達到分離重金屬等六價鉻的廢液處理方法與系統為其應用發明者。

按，隨著工業社會的蓬勃發展，各種工業廢氣、廢水等環保問題亦相應而生，以工業廢水對於環境所造成的影響為例，由於工業廢水中含有許多不同成份的有毒物質，這些有毒物質若隨廢水直接排入河川中或滲入地下，在在都會造成河川及地下水的污染，進而危及人們的飲用水安全，因此，近幾年來，在政府環保單位的積極宣導及取締下，有些廠商於廢水排放前必須進行適當廢水處理作業。

然而，重金屬廢水常見於電鍍、電子工業和冶金工業，尤其是電鍍、電子工業廢水，它的成分非常複雜，而一般工業廢水是指在水中含有鉻，鎘，鎳和鉛等重金屬離子的廢水；對於重金屬廢水，由於其對自然環境危害大，所以國內外普遍十分重視此類廢水的處理，研究出多種治理技術。通過對其治理，採 取將有毒化為無毒、將有害轉化為無害，並且回收其中的貴重金屬，將淨化後的廢水循環使用等措施，消除和減少重金屬的排放量。

目前的重金屬廢水處理工藝主要是化學沉澱和絮凝、電解還原、膜分離和化學吸附，各種處理技術有自己的優點和缺點；而前述三種處理方法存在有嚴重的二次污染和處理時間長[約4-8小時]、速率低的問題，另外，膜分離膜也會造成污染及成本高和壽命短的問題，而化學吸附所使用的吸附劑昂貴，且難以再生。上述諸等處理方式不能滿足目前重金屬廢水排放的要求，因此，對於低濃度重金屬的廢水淨化處理，已成為環境保護中亟待解決的問題之一。

今，發明人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構再予以研究改良，提供一種含重金屬廢液之處理方法及其系統，以期達到更佳實用價值性之目的者。

本發明之主要目的在於提供一種含重金屬廢液之處理方法及其系統，尤其是指一種利用捕獲金屬的方法，並經分段過濾，達到分離重金屬等六價鉻的廢液處理方法與系統為其目的。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統主要目的與功效，係由以下具體技術手段所達成： 其主要將廢液導入處理系統中的第一調節槽進行pH值調合，並於還原槽中添加金屬調合劑以捕獲還原廢液中的金屬物質，再經滯留槽沉靜反應，並回流第一調節槽提供廢液調合pH值，同時，導入第二調節槽中將處理後廢液添加酸液再次中和酸鹼值，之後經初步過濾與曝氣處理分離污泥，再導入活性碳 槽內進行去味處理；藉此，經由分段快速反應的過濾技術，達到節省處理時間並可有效去除六價鉻等重金屬物質的功效。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統的較佳實施例，其中進一步包含一污泥脫水步驟，係收集過濾與曝氣處理後的金屬污泥，將所述金屬污泥進行去除水分的脫水處理。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統的較佳實施例，其中於所述第一調節槽進行廢液pH值的調節步驟中，為將其廢液調整成弱酸性，而弱酸性為pH值4-6.5範圍。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統的較佳實施例，其中於所述第一、第二調節槽進行廢液pH值的調節步驟中，為將其廢液調整成中性，而中性為pH值6-8範圍。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統的較佳實施例，其中所述酸液為採用鹽酸。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統的較佳實施例，其中所述原廢液之重金屬含量1000ppm左右，所述金屬調合劑添加於所述原廢液中的使用量為體積0.4%。

本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統的較佳實施例，其中於所述第一調節槽、所述還原槽、所述滯留槽及所述第二調節槽均設有攪拌設備，所述攪拌設備進行物理處理的攪拌動作。

藉由以上所述，本發明系統之組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，具有下列優點：

1.本發明所添加的藥劑單一[金屬調合劑]，降低處理成本、且無毒、無害又具有環保概念。

2.本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統，於處理過程添加金屬調合劑，能有效去除污水廢液中的重金屬物質，如六價鉻、鎳、銅離子或鋅、鐵離子。

3.本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統，藉由添加單一藥劑[金屬調合劑]，達到反應時間快，僅需數秒即能捕獲廢液中的重金屬，相對習知須費時4-8小時，達到節省處理時間的功效。

4.本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統，利用鹼性反應的還原廢液與所述第一調節槽中的原廢液混合，而輔助調節原廢液的pH值，相對地，能減少鹼液的使用量。

(1)‧‧‧第一調節槽

(2)‧‧‧還原槽

(3)‧‧‧滯留槽

(4)‧‧‧第二調節槽

(5)‧‧‧過濾槽

(51)‧‧‧出口

(6)‧‧‧過濾曝氣裝置

(61)‧‧‧曝氣槽

(611)‧‧‧出口

(7)‧‧‧活性碳槽

(8)‧‧‧攪拌設備

(9)‧‧‧污泥槽

(91)‧‧‧板框脫水機

第一圖：本發明之步驟示意圖。

第二圖：本發明之流程示意圖。

為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號： 首先，本發明實際運用技術與手段，請參閱第一~二圖所示，為本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統之步驟與流程示意圖，其處理系統包含有： 一第一調節槽(1)，為接收含重金屬物質之原廢液的調節槽，於所述第一調節槽(1)內進一步添加鹼液，利用鹼液使其讓所述原廢液於槽內進行pH值調節，以將pH值調整至4-6.5的弱酸性範圍中； 一還原槽(2)，為連結接收所述第一調節槽(1)所導出的廢液，於所述還原槽(2)內添加金屬調合劑，所述金屬調合劑用以捕獲廢液中的金屬物質，以反應還原廢液； 一滯留槽(3)，為連結接收所述還原槽(2)所導入的廢液，以提供該廢液持續反應，且所述滯留槽(3)連結所述第一調節槽(1)，能將部分廢液回流導入所述第一調節槽(1)； 一第二調節槽(4)，為連結接收所述滯留槽(3)所導入的廢液，於槽內添加酸液再次調整中和所述廢液pH值，同樣地，將pH值調整至6-8的中性範圍； 一過濾槽(5)，為連結接收所述第二調節槽(4)所導入的廢液，於所述過濾槽(5)內讓重金屬物質沉澱並進行初步過濾，以能分別導出過濾後液體及金屬污泥； 一過濾曝氣裝置(6)，為連結接收所述過濾槽(5)所導入的過濾後液體，於曝氣槽(61)內進行曝氣過濾程序，以能導出淨化後液體；及 一活性碳槽(7)，為連結接收所述過濾曝氣裝置(6)所導入的淨化後液體，所述活性碳槽(7)用以將淨化後液體去味再排放。

當實際實施時，係利用上述系統設置配合處理方法的步驟來實施執行，請參閱第一~二圖所示，以下詳細說明之。

首先，提供一調節原廢液pH值的步驟，該步驟為將含重金屬物質的原廢液，經泵抽送至第一調節槽內，而第一調節槽(1)中設有攪拌設備(8)，再於槽內添加鹼液，而因含重金屬物質的原廢液基本上的pH值落在酸性範圍中，故利用添加鹼液再經攪拌設備(8)進行物理攪拌動作來中和調節，使其讓原廢液的pH值調整為4-6.5範圍的弱酸性廢液；當於原廢液pH值調整完畢，提供一 還原步驟，將廢液導入還原槽(2)內，並於所述還原槽(2)內添加金屬調合劑，所述金屬調合劑為一種無毒且對環境不會造成污染之捕獲金屬離子的物質，進一步可選用體積25~55%的十六水合硫酸鋁(Aluminum Sulfat)混合體積45~75%的矽酸鈉水溶液(Sodium Silicate)，其所述金屬調合劑添加量為在所述原廢液之重金屬含量800~1200ppm範圍時[以1000ppm的效果最佳]，其添加於所述原廢液中的使用量為體積0.4%，並經攪拌設備(8)進行物理攪拌動作進行還原；此體積比例能有效將廢液中的金屬物質捕獲，使其呈現將廢液還原出金屬離子微粒與液體的還原廢液。而還原廢液因金屬調合劑的添加呈現鹼性反應。

接著，提供一反應步驟，為將還原廢液經泵導入滯留槽(3)中，利用所述滯留槽(3)中的攪拌設備(8)持續攪拌充分反應，同時，再讓部分還原廢液回流導入所述第一調節槽(1)，利用鹼性反應的還原廢液與所述第一調節槽(1)中的原廢液混合，而輔助調節原廢液的pH值，相對地，能減少鹼液的使用量；續，將還原廢液導入第二調節槽(4)，並提供一調節pH值步驟，於所述第二調節槽(4)內添加酸液，所述酸液能選用鹽酸，使其呈現鹼性反應的還原廢液，再次調整中和pH值，同樣地，將pH值調整至6-8的中性範圍中。

之後，提供一過濾步驟，係將所述第二調節槽(4)內的還原廢液導入過濾槽(5)，於所述過濾槽(5)內讓重金屬物質沉澱並進行初步過濾，所述過濾槽(5)具有二出口(51)，能分別過濾導出過濾後液體及金屬污泥[於後續處理]；再提供一曝氣步驟，將過濾後液體導入曝氣槽(61)中施以細過濾[選用0.03μm孔徑之濾材]及曝氣處理，所述曝氣槽(61)具有二出口(611)，能分別過濾導出過濾淨化後液體及金屬污泥[於後續處理]；最後提供一去味步驟，將淨化後液體導入一活性碳槽(7)，所述活性碳槽(7)用以將淨化後液體去除異味，之後，再經由所述活性碳槽(7)排放液體。

當液體部分處理完成，再將所述過濾步驟及所述曝氣步驟中，過濾槽(5)與曝氣槽(61)所排出的金屬污泥導入一污泥槽(9)中收集，進一步提供一污泥脫水步驟，將所述污泥槽(9)所收集的金屬污泥以脫水設備、板框脫水機(91)…等進行去除水分的脫水處理，最終，能獲得污泥餅。

然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

藉由以上所述，本發明系統之組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，具有下列優點：

1.本發明所添加的藥劑單一[金屬調合劑]，降低處理成本、且無毒、無害又具有環保概念。

2.本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統，於處理過程添加金屬調合劑，能有效去除污水廢液中的重金屬物質，如六價鉻、鎳、銅離子或鋅、鐵離子。

3.本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統，藉由添加單一藥劑[金屬調合劑]，達到反應時間快，僅需數秒即能捕獲廢液中的重金屬，相對習知須費時4-8小時，達到節省處理時間的功效。

4.本發明含重金屬廢液之處理方法及其系統，利用鹼性反應的還原廢液與所述第一調節槽中的原廢液混合，而輔助調節原廢液的pH值，相對地，能減少鹼液的使用量。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符 合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

Claims (4)

1. 一種含重金屬廢液之處理系統，其處理系統包含有：一第一調節槽，為接收含重金屬物質之原廢液的調節槽，於所述第一調節槽內調節原廢液pH值；一還原槽，為連結接收所述第一調節槽所導出的廢液，且於所述還原槽內捕獲廢液中重金屬物質並反應還原廢液；一滯留槽，為連結接收所述還原槽所導入的廢液，且所述滯留槽連結所述第一調節槽，能將部分廢液回流導入所述第一調節槽；一第二調節槽，為連結接收所述滯留槽所導入的廢液，於所述第二調節槽內再次調節廢液pH值；一過濾槽，為連結接收所述第二調節槽所導入的廢液，於所述過濾槽內讓重金屬物質沉澱及初步過濾，以分別導出過濾後液體及金屬污泥；一過濾曝氣裝置，為一曝氣槽，係連結接收所述過濾槽所導入的過濾後液體，於所述曝氣槽內進行曝氣過濾程序，以能導出淨化後液體；及一污泥槽，所述污泥槽為連結接收所述過濾槽及所述曝氣槽所導出的金屬污泥者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之含重金屬廢液之處理系統，其中進一步包含一活性碳槽，所述活性碳槽為連結接收所述過濾曝氣裝置所導入的淨化後液體，所述活性碳槽用以將淨化後液體去味再排放。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之含重金屬廢液之處理系統，其中所述污泥槽連結一板框脫水機，所述板框脫水機將金屬污泥進行脫水處理。
4. 如申請專利範圍第3項所述之含重金屬廢液之處理系統，其中於所述第一調節槽、所述還原槽、所述滯留槽及所述第二調節槽均設有攪拌設備。