TWI719466B

TWI719466B - 封閉式水處理系統

Info

Publication number: TWI719466B
Application number: TW108114980A
Authority: TW
Inventors: 鄭元隆
Original assignee: 全程興業股份有限公司
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2021-02-21
Also published as: TW202039375A

Abstract

本發明係揭露一種封閉式水處理系統，包括流量調節池、快混池、慢混池、浮除槽、生物分解池、沉澱池以及後級過濾池，用以對染整工業所產生的染整廢水進行處理，尤其是在快混池中添加生物可分解絮凝劑，並在慢混池中添加硫酸以調整酸鹼值，藉以改善生物可分解絮凝劑結合染整廢水中雜質而而形成膠羽的功效，有利於後續的沉澱處理，並且不需排放廢水，不會產生無法被生物分解的殘留物，具體實現全迴圈零排放廢水的商業化全封閉式汙水處理系統。

Description

封閉式水處理系統

本發明係有關於一種封閉式水處理系統，尤其是在快混池中添加生物可分解絮凝劑，並在慢混池中添加硫酸以調整酸鹼值，藉以改善生物可分解絮凝劑結合染整廢水中雜質而而形成膠羽的功效，有利於後續的沉澱處理，並且不需排放廢水而具有全封閉式的特色。

眾所週知，紡織染整業在進行紡織物的染整處理時會產生紡織染整廢水，一般是含有大量的染料、漿料、表面活性劑等混和有機與無機物之複雜成分，對環境有一定的負面影響，必需經適當的處理後才可排放。

目前，對紡織染整廢水的處理方法有物理法、化學法和生物法，等等，不過很難採用單一方法即可將汙水處理得當，所以市面上目前多採物理、化學、生物三種方法混用之淨水系統。

進一步而言，習用技術中的這類淨水系統鮮少具有全封閉式的特色，亦即不排放廢水，其主因即在於在化學法過程中所添加的絮凝劑與助凝劑，比如聚氯化鋁(Polyaluminium Chloride，PAC)及聚丙烯酰胺(Polyacrylamide，PAM)，其所包含的離子及聚合單體皆具有相當的生物毒性，若不定期的排放廢水，將會造成殘留物不斷在淨水系統中循環，影響後段生物法的生物活性，最終導致整體系統崩潰。

因此，很需要一種創新的封閉式水處理系統，不需定期的排放廢水，具有全封閉式的特色，且能避免系統崩潰，藉以解決上述習用技術的所有問題。

本發明之主要目的在於提供一種封閉式水處理系統，包括流量調節池、快混池、慢混池、浮除槽、生物分解池、沉澱池以及後級過濾池，用以對染整工業所產生的染整廢水進行處理，尤其是不會產生無法被生物分解的殘留物，具體實現全迴圈零排放廢水的商業化全封閉式汙水處理系統。

流量調節池係調節染整廢水的流量。快混池利用第一攪拌速率以攪拌染整廢水，並加入生物可分解絮凝劑，其中每公升的染整廢水中是添加0.01~10克的生物可分解絮凝劑。

此外，慢混池利用小於第一攪拌速率的第二攪拌速率以攪拌染整廢水，並加入硫酸以調整染整廢水的酸鹼值至預設酸鹼值範圍，其中生物可分解絮凝劑藉結合染整廢水中的雜質而形成膠羽。較佳的，預設酸鹼值範圍為pH3-7。

浮除槽先將高壓空氣注入染整廢水中，並在減壓後釋放高壓空氣而造成氣泡上升，藉以攪動染整廢水而將膠羽帶出到染整廢水的表面，再經擠壓後形成浮渣餅而刮除，形成浮除後液體。生物分解池利用厭氧及好氧微生物的交替作用以分解浮除後液體中的有機染料、殘劑，同時，厭氧及好氧微生物還以浮除槽所殘留之生物可分解絮凝劑做為養分，形成生物分解後混合液。再者，沉澱池以靜置生物分解後混合液，的方式藉物理沉澱作用而在沉澱池的底部形成汙泥，並刮除掉，因而獲得沉澱後上澄液。

最後，後級過濾池濾除沉澱後上澄液中0.1奈米~0.1微米等級之雜質而產生潔淨水，可達到相當於純水的等級，能直接再導入封閉式水處理系統中再次循環使用，或者排出供其他用途。

以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參考第一圖，本發明的實施例為封閉式水處理系統。如第一圖所示，本發明實施例的封閉式水處理系統主要包含流量調節池10、快混池20、慢混池30、浮除槽40、生物分解池50、沉澱池60以及後級過濾池70，用以對染整工業所產生的染整廢水W1進行處理，尤其是不會產生無法被生物分解的殘留物，具體實現全迴圈零排放廢水的商業化全封閉式汙水處理系統。

一般，上述的染整廢水W1包含烷基酚/烷基苯酚聚乙氧基醇(APs/APEOs)、氯苯/氯甲苯(Chlorobenzene/Chlorotoluene)、氯苯酚(Chlorophenols)、偶氮染料(Azo Dyes)、致癌性染料(Carcinogenic Dyes)、分散性染料(Disperse Dyes)、阻燃劑(Flame Retardants)、乙二醇(Glycols)、鹵化溶劑(Halogenated Solvents)、有機錫化合物(Organotin Compounds)、全氟/多氟化學品(Perfluorinated/ Polyfluorinated Chemicals)、鄰苯二甲酸酯(Phthalates)、多環芳香烴(Poly Aromatic Hydrocarbons)以及揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds)的至少其中之一。

具體而言，流量調節池10可對染整廢水W1依據後續不同處理單元的處理容量而適當調節染整廢水W1的流量，達到緩衝的效應。

快混池20是利用第一攪拌速率以攪拌染整廢水W1，並加入生物可分解絮凝劑S1，而且在每公升的染整廢水W1中係添加0.01~10克的生物可分解絮凝劑S1。

慢混池30利用第二攪拌速率以攪拌染整廢水W1，其中第二攪拌速率是小於第一攪拌速率，同時，還加入硫酸S2以調整染整廢水W1的酸鹼值至預設酸鹼值範圍。具體而言，生物可分解絮凝劑S1可結合染整廢水W1中的雜質而形成膠羽，尤其是在預設酸鹼值範圍內，其中預設酸鹼值範圍為pH3-7。進一步，染整廢水W1的預設酸鹼值範圍是依據針對染整廢水W1的實驗室杯瓶試驗(Jar Test)而決定。

浮除槽40是先將高壓空氣注入染整廢水W1中，並在減壓後釋放高壓空氣而造成氣泡上升，藉以攪動染整廢水W1，將其中的膠羽帶出到染整廢水W1的表面而浮出，再經擠壓後形成浮渣餅，進而刮除以形成浮除後液體W2。

生物分解池50利用厭氧及好氧微生物的交替作用以分解浮除後液體W2中的有機染料、殘劑，形成生物分解後混合液W3，同時，厭氧及好氧微生物還以浮除槽40所殘留之生物可分解絮凝劑S1做為養分。舉例而言，上述的厭氧及好氧微生物可藉編市售的生物繩(Bio-cord)而提供。

沉澱池60靜置生物分解後混合液W3，藉物理沉澱作用而在沉澱池60的底部形成汙泥SL，並刮除掉，因而獲得沉澱後上澄液W4。

最後，後級過濾池70濾除沉澱後上澄液W4中0.1奈米~0.1微米等級之雜質而產生潔淨水W5，尤其是，潔淨水W5已達到可再循環的標準，相當於純水等級，所以能直接再導入封閉式水處理系統中循環使用，或者排出供其他用途。

再者，上述的後級過濾池70可包含沙濾桶、聚丙烯濾芯過濾器、超濾膜(UF)過濾器以及逆滲透膜(RO)過濾器(圖中未顯示)，其中沙濾桶可過濾染整廢水W1中的紡織纖維及顆粒性雜質，聚丙烯濾芯過濾器係濾除0.1~0.01微米等級之雜質，UF過濾器係除10~1奈米等級之雜質，而RO過濾器係濾除0.1奈米等級之鹽分。

此外，可生物分解絮凝劑S1可包括多醣(Polysaccharide)、葡萄糖(glucose)、天然陶土 (natural clay)、醋酸及水，其中多醣可包含聚氨基多醣聚合物(Amino-polysaccharide)、岩藻多糖(Fucoidan)、聚糖醯胺(Glycosaminoglycan)、酵母聚糖(Zymosan)以及低聚殼聚糖(Chitosan)的至少其中之一，而天然陶土可包含蒙托土(montmorillonite)、高領土(Kaolinite)、蛭石(Vermiculite))以及滑石(Talc)的至少其中之一，尤其，可生物分解絮凝劑S1的pH值為2~4之間。

在實際應用上，本發明的生物可分解絮凝劑，同樣條件下可獲得與PAC/PAM相似之效果，且不會將具有生物毒性之多餘物質投入系統當中，影響生物活性，反之其生物可分解的特性還可獲得做為養分促進生物生長的效果。

要特別說明的是，生物可分解絮凝劑是利用所攜帶的離子鍵、氫鍵而與廢水中帶相反電荷的懸浮粒子相結合，導致膠體顆粒之間發生架橋、中和補網作用，形成大分子網狀結構的絮凝物，因而得以沉降。此外，生物可分解絮凝劑在與汙水中的雜質形成膠羽並凝聚後，可經沉澱池與上浮槽刮除淤泥，同時也具備生物分解的特性，對環境有所益處。

由於本發明的可生物分解絮凝劑不會釋出有害離子，且本身會被自然分解，再加上經本發明可生物分解絮凝劑處理過後的產物可被生物分解為基礎元素，所以不會累積在廢水處理系統中，能實現商業化之全封閉式汙水處理系統，亦即全迴圈零排放廢水的環保目標。

綜上所述，本發明的特點在於可生物分解絮凝劑不但在成為污泥排出後可自然被生物分解，亦可配合好氧/厭氧微生物處理技術，當作生物分解池中微生物所需的養分，助長分解池之效率，尤其，可生物分解絮凝劑的添加過程不會釋出無法被系統所分解的產物積累於系統當中，造成微生物之死亡。

此外，為了提供使用者在佳使用條件下使用本發明可生物分解絮凝劑，因而可針對目標處理之水樣進行瓶杯實驗(Jar test)，以獲得最佳的加藥量與使用環境，比如酸鹼值、加料順序、反應時間，等等。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

10:流量調節池 20:快混池 30:慢混池 40:浮除槽 50:生物分解池 60:沉澱池 70:後級過濾池 A:高壓空氣 R:浮渣餅 S1:生物可分解絮凝劑 S2:硫酸 SL:汙泥 W1:染整廢水 W2:浮除後液體 W3:生物分解後混合液 W4:沉澱後上澄液 W5:潔淨水

第一圖顯示依據本發明實施例封閉式水處理系統的示意圖。

10:流量調節池

20:快混池

30:慢混池

40:浮除槽

50:生物分解池

60:沉澱池

70:後級過濾池

A:高壓空氣

R:浮渣餅

S1:生物可分解絮凝劑

S2:硫酸

SL:汙泥

W1:染整廢水

W2:浮除後液體

W3:生物分解後混合液

W4:沉澱後上澄液

W5:潔淨水

Claims

一種封閉式水處理系統，用以對一染整廢水進行處理，包含：一流量調節池，調節該染整廢水的一流量；一快混池，係連接該流量調節池，利用一第一攪拌速率以攪拌該染整廢水，並加入一生物可分解絮凝劑，且每公升的該染整廢水中係添加0.01~10克的該生物可分解絮凝劑；一慢混池，係連接該快混池，利用一第二攪拌速率以攪拌該染整廢水，且該第二攪拌速率係小於該第一攪拌速率，並且加入硫酸以調整該染整廢水的酸鹼值至一預設酸鹼值範圍，該生物可分解絮凝劑結合該染整廢水中的雜質而形成膠羽，該預設酸鹼值範圍為pH3-7；一浮除槽，係連接該慢混池，用以先將高壓空氣注入該染整廢水中，並在減壓後釋放高壓空氣而造成氣泡上升，藉以攪動該染整廢水而將該膠羽帶出到該染整廢水的一表面，再經擠壓後形成一浮渣餅而刮除，形成一浮除後液體；一生物分解池，係連接該浮除槽，係利用厭氧及好氧微生物的交替作用以分解該浮除後液體中的有機染料、殘劑，同時該厭氧及好氧微生物還以該浮除槽所殘留之生物可分解絮凝劑做為養分，形成一生物分解後混合液；一沉澱池，係連接該浮除槽，用以靜置該生物分解後混合液，藉一物理沉澱作用而在該沉澱池的底部形成一汙泥，並刮除掉，因而獲得一沉澱後上澄液；以及一後級過濾池，係連接該沉澱池，用以濾除該沉澱後上澄液中0.1奈米~0.1微米等級之雜質而產生一潔淨水。
依據申請專利範圍第1項所述之封閉式水處理系統，其中該後級過濾池包含一沙濾桶、一聚丙烯濾芯過濾器、一超濾膜(UF)過濾器以及一逆滲透膜(RO)過濾器，該沙濾桶係連接該沉澱池，用以過濾該染整廢水中的紡織纖維及顆粒性雜質，該聚丙烯濾芯過濾器係連接該沉澱池，用以濾除0.1~0.01微米等級之雜質，該UF過濾器係連接該沉澱池，用以除10~1奈米等級之雜質，該RO過濾器係連接該沉澱池，用以濾除0.1奈米等級之鹽分。
依據申請專利範圍第1項所述之封閉式水處理系統，其中該可生物分解絮凝劑包括多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸及水，該多醣包含聚氨基多醣聚合物、岩藻多糖、聚糖醯胺、酵母聚糖以及低聚殼聚糖的至少其中之一，該天然陶土可包含蒙托土、高領土、蛭石以及滑石的至少其中之一，且該可生物分解絮凝劑的pH值為2~4之間。