TWI717893B - 砷化鎵顆粒廢水處理系統及處理方法 - Google Patents

砷化鎵顆粒廢水處理系統及處理方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種砷化鎵顆粒廢水處理系統及處理方法，其主要是藉由先將含砷化鎵顆粒廢水酸化，此時砷化鎵顆粒明顯聚集、沉降，再加入聚電解質後砷化鎵顆粒及相關雜質即沉澱至砷化鎵顆粒廢水接收槽的底部，最後再透過沉澱分離步驟，將沉澱後的廢液傳送至後階段端處理系統進行後續作業，如此一來即能夠在低量施予藥劑的情況下預先使大部分的砷化鎵顆粒聚集、沉澱，減少後端系統的砷負荷。

Description

砷化鎵顆粒廢水處理系統及處理方法
本發明關於一種廢水的處理系統，特別係關於一種含砷化鎵顆粒廢水的處理系統。
本發明另關於一種前述砷化鎵顆粒廢水之處理方法。
工業用廢水種類繁多，不同種類的廢水皆須有對應且獨特的處理方法，才能夠提升回收工業用廢水的效率，更進一步的，即便是包含相同元素的廢水，該元素以不同形態存在於廢水中即須以不同的方式處理，舉例來說，金屬砷以離子形式存在於廢水中，跟金屬砷以固體顆粒的方式存在於廢水中的處理方式係不同，且背後的原理亦不相同。
含砷化鎵顆粒廢水主要是來自於砷化鎵的研磨製程或切割製程，而一般業界在處理含砷顆粒廢水的方法具有以下步驟，包括：
步驟一：在含砷顆粒廢水加入氫氧化鈣等反應劑。
步驟二：調整含砷顆粒廢水的PH值，將含砷顆粒廢水調整至鹼性。
步驟三：加入聚電解質。
步驟四：沉澱、固液分離。
然而，前述的方法須先施予大量的氫氧化鈣藥劑且在流程結束後將產生大量的污泥。
本發明提供一種砷化鎵顆粒廢水處理系統，其主要目的是有效的除去廢水中的砷化鎵顆粒，進一步減少後端系統的砷負荷。
為達前述目的，本發明第一實施例，包括：
一砷化鎵顆粒廢水接收槽、一酸化調整裝置、一膠凝調整裝置、一固液分離裝置；
該砷化鎵顆粒廢水接收槽供以接收含砷化鎵顆粒之廢水；
該酸化調整裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連通，該酸化調整裝置供以將酸性物質導入該砷化鎵顆粒廢水接收槽，以使含砷化鎵顆粒之廢水呈現酸性；
該膠凝調整裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連通，該膠凝調整裝置供以將聚電解質(Polyelectrolytes)導入該砷化鎵顆粒廢水接收槽，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；
該固液分離裝置裝設於砷化鎵顆粒廢水接收槽內，該固液分離裝置供以將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業。
為達前述目的，本發明第二實施例，包括：
一砷化鎵顆粒廢水接收槽、一酸化調整裝置、一膠凝調整裝置、一固液分離裝置；
該砷化鎵顆粒廢水接收槽供以接收含砷化鎵顆粒之廢水；
該酸化調整裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連通，該砷化鎵顆粒廢水接收槽供以將含砷化鎵顆粒之廢水導入該酸化調整裝置，與酸性物質混合；
該膠凝調整裝置與該酸化調整裝置連通，該酸化調整裝置供以將酸化後的含砷化鎵顆粒廢水導入該膠凝調整裝置，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；
該固液分離裝置供以將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業。
本發明提供一種砷化鎵顆粒廢水處理方法，包括依序執行之：
一接收步驟，導入含砷化鎵顆粒廢水；
一酸化步驟，將砷化鎵顆粒廢水酸化；
一膠凝步驟，於酸化後的含砷化鎵顆粒廢水中添入聚電解質(Polyelectrolytes) ，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；
一沉澱分離步驟，將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業。
藉由前述可知，本發明砷化鎵顆粒廢水處理系統及處理方法主要是藉由先將含砷化鎵顆粒廢水酸化，此時砷化鎵顆粒明顯聚集、沉降，再加入聚電解質後砷化鎵顆粒及相關雜質即沉澱至砷化鎵顆粒廢水接收槽的底部，最後再透過沉澱分離步驟，將沉澱後的廢液傳送至後階段端處理系統進行後續作業，如此一來即能夠在低量施予藥劑的情況下預先使大部分的砷化鎵顆粒聚集、沉澱，減少後端系統的砷負荷。
本發明提供一種砷化鎵顆粒廢水處理系統，請參照圖1至4，包括：
一砷化鎵顆粒廢水接收槽10、一酸化調整裝置20、一膠凝調整裝置30、一固液分離裝置40；
於本實施例中，該砷化鎵顆粒廢水接收槽10供以接收含砷化鎵顆粒之廢水；
該酸化調整裝置20與該砷化鎵顆粒廢水接收槽10連通，以使含砷化鎵顆粒之廢水呈現酸性，較佳的，使PH值介於3~5之間；
於較佳實施例中，該PH值介於3~4之間。
於第一實施例中，請參照圖1、2，該酸化調整裝置20供以將酸性物質導入該砷化鎵顆粒廢水接收槽10。
於第二實施例中，請參照圖3、4，該砷化鎵顆粒廢水接收槽10供以將含砷化鎵顆粒之廢水導入該酸化調整裝置20，與酸性物質混合。
較佳的，前述酸性物質可為硫酸、鹽酸、硝酸等礦物酸或如草酸、檸檬酸等有機酸，但不限於此。
該膠凝調整裝置30供以使聚電解質(Polyelectrolytes)與含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；
於第一實施例中，請參照圖1、2，該膠凝調整裝置30與該砷化鎵顆粒廢水接收槽10連通，該膠凝調整裝置30供以將聚電解質(Polyelectrolytes)導入該砷化鎵顆粒廢水接收槽10。
於第二實施例中，請參照圖3、4，該膠凝調整裝置30與該酸化調整裝置20連通，該酸化調整裝置20供以將酸化後的含砷化鎵顆粒廢水導入該膠凝調整裝置30。
該固液分離裝置40供以將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業，於第一實施例之第一個實施態樣中，請參照圖1，該固液分離裝置40裝設於該砷化鎵顆粒廢水接收槽10內、該固液分離裝置40亦可為砷化鎵顆粒廢水接收槽10之槽底，於第一實施例之第二實施態樣中，請參照圖2，該固液體分離裝置40與該砷化鎵顆粒廢水接收槽10連接連通。
具體舉例，於第一實施例的第一個實施態樣中，該砷化鎵顆粒廢水接收槽10可為重力式沉槽設備，而該固液分離裝置40則為位於槽底具有斜度的板體、或具有斜度之槽底、或輔助刮泥設施。
具體舉例，於第一實施例的第二實施態樣中，該固液分離裝置可為重力式沉降槽設備、改良式斜板/斜管沉降設備。
於第二實施例之第一個實施態樣中，請參照圖3，該固液分離裝置40裝設於該膠凝調整裝置30內、該固液分離裝置40亦可為膠凝調整裝置30之槽底；
於第二實施例之第二個實施態樣中，請參照圖4，該固液體分離裝置40與該膠凝調整裝置30連接連通。
具體舉例，於第二實施例之第一個實施態樣中，該膠凝調整裝置30可為重力式沉槽設備，而該固液分離裝置40則為位於槽底具有斜度的板體、或具有斜度之槽底、或輔助刮泥設施。
具體舉例，於第二實施例之第二實施態樣中，該固液分離裝置40可為重力式沉降槽設備、改良式斜板/斜管沉降設備。
具體舉例，前述聚電解質包含為陰離子型、陽離子型、非離子型聚電解質，以單體組分類亦包含、聚四級銨、聚丙烯醯胺、聚胺等，但不限於此。
本發明另提供一種砷化鎵顆粒廢水處理方法，請參照圖5，包括依序執行之：
一接收步驟A，將含砷化鎵顆粒廢水導入於砷化鎵顆粒廢水接收槽；
一酸化步驟B，將含砷化鎵顆粒廢水酸化；
較佳的，將其調整至PH值介於3~5；
較佳的，將其調整至PH值介於3~4；
一膠凝步驟C，於酸化後的含砷化鎵顆粒廢水中添入聚電解質(Polyelectrolytes) ，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；
一沉澱分離步驟D，將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業。
具體實施例中，說明如下：
於接收步驟A中，接收目標水樣為砷化鎵顆粒濃度400mg/L的砷化鎵研磨廢水，水體外觀黑褐不透光、顆粒不易沉降；
於酸化步驟B中，利用10%稀硫酸將水樣調整至PH值介於3~5，並以100~150RPM攪拌速度進行酸化混合，此時可觀察到顆粒有凝聚現象；
於膠凝步驟C中，加入配置濃度0.1%的陰性聚電解質，投入劑量為每立方公尺(m 3)的水體投入1公升(L)的聚電解質，控制攪拌速度介於30~50PRM，此時可觀測到顆粒團聚現象更明顯；
於沉澱分離步驟D中，係將前述水體靜置30至60分鐘，以使團聚顆粒與水分離，便於將團聚的顆粒排出。
另外，本案之技術原理係藉由砷化鎵細微顆粒在水中呈現穩定懸浮、不易沉降的特性，每一個砷化鎵顆粒表面電荷與水分子交互作用後形成帶電荷的水合粒子，這些帶電粒子相互排斥而在水中形成穩定狀況。經由加入酸性物質的過程，提高水中帶正電氫離子與負離子的濃度環境，進而壓縮砷化鎵與水結合的帶電結構，並在混合過程中使砷化鎵粒子增加相互碰撞、聚集的機會，同時利用聚電解質加速粒子間的捕捉，達到去除水中砷化鎵顆粒的功效。
藉由前述可知，本發明砷化鎵顆粒廢水處理系統及處理方法主要是藉由先將含砷化鎵顆粒廢水酸化，此時砷化鎵顆粒明顯聚集、沉降，再加入聚電解質後砷化鎵顆粒及相關雜質即沉澱至砷化鎵顆粒廢水接收槽的底部，最後再透過沉澱分離步驟，將沉澱後的廢液傳送至後階段端處理系統進行後續作業，如此一來即能夠在低量施予藥劑的情況下預先使大部分的砷化鎵顆粒聚集、沉澱，減少後端系統的砷負荷。
10:砷化鎵顆粒廢水接收槽
20:酸化調整裝置
30:膠凝調整裝置
40:固液分離裝置
A:接收步驟
B:酸化步驟
C:膠凝步驟
D:沉澱分離步驟
圖1    為砷化鎵顆粒廢水處理系統第一實施例的第一個實施態樣之示意圖。 圖2    為砷化鎵顆粒廢水處理系統第一實施例的第二個實施態樣之示意圖。 圖3    為砷化鎵顆粒廢水處理系統第二實施例的第一個實施態樣之示意圖。 圖4    為砷化鎵顆粒廢水處理系統第二實施例的第二個實施態樣之示意圖。 圖5    為砷化鎵顆粒廢水處理方法的流程圖。
A:接收步驟
B:酸化步驟
C:膠凝步驟
D:沉澱分離步驟

Claims (10)

  1. 一種砷化鎵顆粒廢水處理系統，包括：一砷化鎵顆粒廢水接收槽、一酸化調整裝置、一膠凝調整裝置、一固液分離裝置；該砷化鎵顆粒廢水接收槽供以接收含砷化鎵顆粒之廢水；該酸化調整裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連通，該酸化調整裝置供以將酸性物質導入該砷化鎵顆粒廢水接收槽，以使含砷化鎵顆粒之廢水呈現酸性；該膠凝調整裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連通，該膠凝調整裝置供以將聚電解質導入該砷化鎵顆粒廢水接收槽，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；該固液分離裝置供以將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業；該酸化調整裝置使含砷化鎵顆粒之廢水的PH值介於3~5之間。
  2. 一種砷化鎵顆粒廢水處理系統，包括：一砷化鎵顆粒廢水接收槽、一酸化調整裝置、一膠凝調整裝置、一固液分離裝置；該砷化鎵顆粒廢水接收槽供以接收含砷化鎵顆粒之廢水；該酸化調整裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連通，該砷化鎵顆粒廢水接收槽供以將含砷化鎵顆粒之廢水導入該酸化調整裝置，與酸性物質混合；該膠凝調整裝置與該酸化調整裝置連通，該酸化調整裝置供以將酸化後的含砷化鎵顆粒廢水導入該膠凝調整裝置，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱； 該固液分離裝置供以將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢液輸送至後端處理系統進行後續作業；該酸化調整裝置使含砷化鎵顆粒之廢水的PH值介於3~5之間。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，該酸性物質為硫酸、鹽酸、硝酸或草酸、檸檬酸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，該固液分離裝置裝設於砷化鎵顆粒廢水接收槽內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，該固液體分離裝置與該砷化鎵顆粒廢水接收槽連接連通。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，該固液分離裝置裝設於膠凝調整裝置內。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，該固液體分離裝置與該膠凝調整裝置連接連通。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，該酸化調整裝置使含砷化鎵顆粒之廢水的PH值介於3~4之間。
  9. 一種砷化鎵顆粒廢水處理方法，包括依序執行之：一接收步驟，導入含砷化鎵顆粒廢水；一酸化步驟，將砷化鎵顆粒廢水酸化，使砷化鎵顆粒廢水酸化至PH值介於3~5之間；一膠凝步驟，於酸化後的含砷化鎵顆粒廢水中添入聚電解質(Polyelectrolytes)，以使含砷化鎵顆粒之廢水中的砷化鎵顆粒聚集、沉澱；一沉澱分離步驟，將砷化鎵顆粒聚積形成的汙泥排出，並將固液分離後之廢 液輸送至後端處理系統進行後續作業。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之砷化鎵顆粒廢水處理系統，其中，於酸化步驟中，將砷化鎵顆粒廢水酸化至PH值介於3~4之間。
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CN108004409A (zh) * 2017-12-15 2018-05-08 清远先导材料有限公司 一种砷化镓污泥中镓的分离回收方法

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