TWI793866B

TWI793866B - 濾材回收處理系統及其方法

Info

Publication number: TWI793866B
Application number: TW110143020A
Authority: TW
Inventors: 張友敬
Original assignee: 佢岳環保科技股份有限公司
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-02-21
Also published as: TW202320896A

Abstract

本發明公開一種濾材回收處理系統，其包括一脫水單元、一粉碎單元、一去重金屬單元、一乾燥單元及一降溫單元。通過在相對應程序控制其含水率、大小以及酸鹼度去達到最大程度的重金屬去除。

Description

濾材回收處理系統及其方法

本發明係關於一種回收處理系統及其方法，特別是關於過濾材料的技術領域，用於降低回收的濾材中存在過高的重金屬而無法再利用的問題。

近年來，各種原物料的價格飛漲，同時環保意識抬頭。因此，回收再利用逐漸受到重視。以過濾材料為例，現有的回收處理程序往往無法有效降低處理後的成品當中所含有的重金屬，進而導致再製的成品會存在對人體有害的過高的重金屬。因此如何有效降低回收物中重金屬的含量且能夠確保確認回收處理後的重金屬含量低於一特定程度。

故，有必要提出一種濾材回收處理系統及其方法以解決上述習知技術的問題。

為解決上述習知技術的問題，本發明的目的在於提供一種濾材回收處理系統，其包括一脫水單元、一粉碎單元、一去重金屬單元、一乾燥單元及一降溫單元。該脫水單元用於將一回收物的含水率控制至13%至30%。該粉碎單元用於將經過該脫水單元處理後的該回收物粉碎為直徑5cm以下的碎粒。該去重金屬單元用於控制經該粉碎單元產生的該碎粒在一酸鹼值為3至5的溶液以便使該碎粒中的至少一重金屬離子成份析出。該乾燥單元，用於將經該去重金屬單元處理後的該碎粒形成含水率2%至5%的乾燥碎粒。該降溫單元用於將經過該乾燥單元處理的該乾燥碎粒冷卻固化。其中還包括一重金屬檢測單元用於檢測經該降溫單元處理後的該乾燥碎粒中的第一重金屬離子含量，當該第一重金屬離子含量大於一安全重金屬離子含量時，該乾燥碎粒由該去重金屬單元再次進行該至少一重金屬離子成份的析出。

在一較佳實施例中，該乾燥單元包括一離心脫水單元、一擠壓脫水單元及一加熱烘乾單元。該離心脫水單元用於採用轉動的方式降低該碎粒的含水率。該擠壓脫水單元用於採用擠壓的方式降低該碎粒的含水率以形成該乾燥碎粒。該加熱烘乾單元用於將溫度控制於第一溫度範圍以降低該乾燥碎粒的含水率。

在一較佳實施例中，該第一溫度範圍為攝氏180至220度。

在一較佳實施例中，該擠壓脫水單元及該加熱烘乾單元可以同步運作。

在一較佳實施例中，該粉碎單元還包括一粒徑偵測單元，用於判斷該碎粒的粒徑大小，若大於5cm則將該碎粒由該粉碎單元再次進行粉碎作業。

在一較佳實施例中，所述濾材回收處理系進一步包括一成品單元，其用於將該乾燥碎粒以攝氏200度至攝氏250度的溫度熔融以便擠壓成型。

在一較佳實施例中，該去重金屬單元還包括一攪動子單元，其用於使該碎粒均勻與該溶液接觸。

在一較佳實施例中，該去重金屬單元還包括一洗滌子單元，其用於在該碎粒與該溶液接觸一特定時間後將該碎粒上的該溶液去除以及使該溶液沖洗該碎粒。

在一較佳實施例中，該粉碎單元還包括一過濾單元，用於篩選粒徑大於5cm的該碎粒，使該碎粒由該粉碎單元再次進行粉碎作業。

在一較佳實施例中，該溶液為一鹼性物質。

為解決上述習知技術的問題，本發明的目的在於提供另一種濾材回收處理方法，其包括：首先，一脫水單元將一回收物的含水率控制至13%至30%；接著，一粉碎單元將該回收物粉碎為直徑5cm以下的碎粒；接著，一去重金屬單元控制該碎粒在一酸鹼值為3至5的溶液以便使該碎粒中的至少一重金屬離子成份析出；接著，一乾燥單元將該碎粒形成含水率2%至5%的乾燥碎粒；接著，一降溫單元將該乾燥碎粒冷卻固化。其中還包括一重金屬檢測單元用於檢測降溫後的該乾燥碎粒中的第一重金屬離子含量，當該第一重金屬離子含量大於一安全重金屬離子含量時，該乾燥碎粒由該去重金屬單元再次進行該至少一重金屬離子成份的析出。

在一較佳實施例中，其中還包括以下步驟：一離心脫水單元採用轉動的方式降低該碎粒的含水率；一擠壓脫水單元採用擠壓的方式降低該碎粒的含水率以形成該乾燥碎粒；及一加熱烘乾單元將該碎粒的溫度控制於攝氏180度至攝氏220度降低該乾燥碎粒的含水率。

在一較佳實施例中，其中還包括步驟：該粉碎單元的一粒徑偵測單元判斷該碎粒的粒徑大小，若大於5cm則將該碎粒由該粉碎單元再次進行粉碎作業。

在一較佳實施例中，進一步包括一步驟：一成品單元將該乾燥碎粒以攝氏200度至攝氏250度的溫度熔融以便擠壓成型。

相較習知技術，本發明通過控制溶液的酸鹼值、與溶液接觸的時間、處理後的含水率確保重金屬離子的含量低於一安全重金屬離子含量，同時在檢測重金屬離子含量大於該安全重金屬離子含量時，再次將該碎粒送至該去重金屬單元再次進行一次重金屬去除作業。

100:濾材回收處理系統

110:脫水單元

120:粉碎單元

130:去重金屬單元

140:乾燥單元

150:降溫單元

160:重金屬檢測單元

170:成品單元

180:回收物

185:碎粒

188:乾燥碎粒

S01-S07、S021-S022、S041-S043:步驟

圖1，繪示本發明的第一較佳實施例的濾材回收處理系統；圖2，繪示圖1的粉碎單元的第一態樣示意圖；圖3，繪示圖1的粉碎單元的第二態樣示意圖；圖4，繪示圖1的重金屬去除單元的示意圖；圖5，繪示圖1的乾燥單元的示意圖；圖6，繪示本發明的第一較佳實施例的濾材回收處理方法；及圖7，繪示本發明的第一較佳實施例的步驟S04。

以下各實施例的說明是參考圖式，用以說明本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

圖1，繪示本發明的第一較佳實施例的濾材回收處理系統100，其包括一脫水單元110、一粉碎單元120、一去重金屬單元130、一乾燥單元140、一降溫單元150、一重金屬檢測單元160及一成品單元170。

該脫水單元110用於將一回收物180的含水率控制至13%至30%。詳細地，本發明中所指的該回收物指的是酸性的濾心，然而，回收濾心的含水率不一，在含水率不一致的情況下會影響後續作業的效率。因此，該脫水單元110的主要功能就是在於將回收濾心的水份控制在上述特定的含水率以便後續作業。較佳地，可以利用重量偵測單元計算得知含水率。

該粉碎單元120用於將經過該脫水單元110處理後的該回收物160粉碎為直徑5cm以下的碎粒185。較佳地，利用螺旋刀片將濾心粉碎為較小的碎粒，因為超過上述直徑會導致本系統在後續作業中卡住而停機；同時增加表面積在後面的該重金屬去除單元130中可以增加重金屬離子的析出。

該去重金屬單元130用於控制經該粉碎單元120產生的該碎粒185在一酸鹼值為3至5的溶液以便使該碎粒185中的至少一重金屬離子成份析出。詳細地，由於本發明所處理的濾心主要為酸性，存在像銅之類的重金屬離子，可以藉由加入鹼性藥劑使該溶液的酸鹼值控制在上述範圍下讓重金屬離子最大程度的析出。較佳地，還包括一酸鹼值控制子單元(未圖示)，用於持續檢測該溶液的酸鹼值，並於該溶液的酸鹼值超出範圍時自動增加適量藥劑。該乾燥單元140，用於將經該去重金屬單元130處理後的該碎粒185形成含水率2%至5%的乾燥碎粒188。

此處需要說明一下，該乾燥碎粒188與該碎粒185的差異在於是否經過該乾燥單元140進行水分去除，用意避免誤解。該降溫單元150用於將經過該乾燥單元140處理的該乾燥碎粒188冷卻固化。

詳細地，該乾燥碎粒188在高溫狀態為半熔融狀，會產生沾黏，因此需要進行冷卻處理。較佳地，可以採用氣動方式進行冷卻，在冷卻固化後透過風管運送至儲存槽。較佳地，在溫控單元、重量感測單元來確保該乾燥碎粒188的含水率維持在上述範圍(2%-5%)內。

該重金屬檢測單元160用於檢測經該降溫單元150處理後的該乾燥碎粒188中的第一重金屬離子含量，當該第一重金屬離子含量大於一安全重金屬離子含量時，該乾燥碎粒188由該去重金屬單元130再次進行該至少一重金屬離子成份的析出。詳細地，經由發明人實驗發現，當該乾燥碎粒188處於完全乾燥時，重金屬離子含量的檢測最為準確。同時因為能夠準確的檢測重金屬離子含量，才能夠將重金屬含量超標的該乾燥碎粒188再次進行一次重金屬去除作業。

詳細地，該成品單元170用於將該乾燥碎粒188以攝氏200度至攝氏250度的溫度熔融以便擠壓成型為依照客戶要求的形狀。詳細地，此處的溫度能夠讓該乾燥碎粒188完全熔融，使該乾燥碎粒188經由特定方式成形，再進行冷卻以及後續依照客戶需求製成不同尺寸的碎粒進行再生使用。基本上，回收處理作業在該重金屬檢測單元160檢測完成後，低於該安全重金屬離子含量的該乾燥碎粒188就可以進行再利用了，該成品單元170是用於針對不同客戶的客製進行處理。

參考圖2，繪示圖1的粉碎單元120的第一態樣示意圖。本態樣中，該粉碎單元120還包括一粒徑偵測單元121，用於判斷該碎粒的粒徑大小，若大於5cm則將該碎粒由該粉碎單元120再次進行粉碎作業。

參考圖3，繪示圖1的粉碎單元120的第二態樣示意圖。本態樣中，該粉碎單元120還包括一過濾單元122，用於篩選粒徑大於5cm的該碎粒185，使該碎粒185由該粉碎單元120再次進行粉碎作業。

上述兩種態樣基本上可以是做是採用AI辨識(第一態樣)以及物理篩選(第二態樣)，可以依照不同使用需求選擇或者同時採用，並不為此限制。

圖4，繪示圖1的重金屬去除單元130的示意圖。該重金屬去除單元130還包括一攪動子單元131及一洗滌子單元132。該攪動子單元131用於使該碎粒185均勻與該溶液接觸；該洗滌子單元132用於在該碎粒185與該溶液接觸一特定時間後將該碎粒185上的該溶液去除以及使該溶液沖洗該碎粒185。

參考圖5，繪示圖1的乾燥單元140的示意圖，該乾燥單元140包括一離心脫水單元141、一擠壓脫水單元142及一加熱烘乾單元143。該離心脫水單元141用於採用轉動的方式降低該碎粒185的含水率。該擠壓脫水單元142，用於採用擠壓的方式降低該碎粒185的含水率以形成該乾燥碎粒188。

該加熱烘乾單元143用於將溫度控制於第一溫度範圍以降低該乾燥碎粒188的含水率。較佳地，該離心脫水單元141是用於做初步的脫水；而該擠壓脫水單元142及該加熱烘乾單元143是進行後半段的脫水，可以同步運作。其中該第一溫度範圍為攝氏180度至220度，其溫度恰好能夠使該碎粒185成為半熔融狀態而不會完整熔融，當溫度一下降，就會變回該碎粒185的狀態，因此能夠在該重金屬檢測單元160檢測發現重金屬離子濃度過高時，無須再送至該粉碎單元120進行粉碎，而是可以直接送至該重金屬去除單元130進行作業。

參考圖6，繪示本發明的第一較佳實施例的濾材回收處理方法。本方法中所提到的元件符號請參考圖1-圖6其包括：首先，執行步驟S01，一脫水單元110將一回收物180的含水率控制至13%至30%；接著，執行步驟S02，一粉碎單元120將該回收物180粉碎為直徑3cm至5cm的碎粒185；接著，執行步驟S03，一去重金屬單元130控制該碎粒185在一酸鹼值為3至5的溶液以便使該碎粒185中的至少一重金屬離子成份析出；接著，執行步驟S04，一乾燥單元140將該碎粒185形成含水率2%至5%的乾燥碎粒188；接著，執行步驟S05，一降溫單元150將該乾燥碎粒188冷卻固化；接著，執行步驟S06，一重金屬檢測單元160用於檢測降溫後的該乾燥碎粒188中的第一重金屬離子含量，當該第一重金屬離子含量大於一安全重金屬離子含量時，該乾燥碎粒188由該去重金屬單元130再次進行該至少一重金屬離子成份的析出；最後，執行步驟S07，一成品單元170將該乾燥碎粒188以攝氏200度至攝氏250度的溫度熔融以便擠壓成型。

參考圖7，繪示本發明的第一較佳實施例的步驟S04。詳細地，在該步驟S04中，還可以細分為以下步驟：首先，執行步驟S041，一離心脫水單元141採用轉動的方式降低該碎粒185的含水率；接著，執行步驟S042，一擠壓脫水單元142採用擠壓的方式降低該碎粒185的含水率以形成該乾燥碎粒188；接著，執行步驟S043，一加熱烘乾單元143將該碎粒185的溫度控制於攝氏180度至攝氏220度降低該乾燥碎粒188的含水率。較佳地，該步驟S032及步驟S033中的該擠壓脫水單元142及該加熱烘乾單元143可以同步運作。

詳細地，在該步驟S02及步驟S03之間，還可以包括步驟S021，該粉碎單元120的一粒徑偵測單元121判斷該碎粒185的粒徑大小，若大於5cm則將該碎粒185由該粉碎單元120再次進行粉碎作業；或者步驟S022，該粉碎單元120的一過濾單元122篩選粒徑大於5cm的該碎粒185，使該碎粒185由該粉碎單元120再次進行粉碎作業。

以上僅是本發明的較佳實施方式，應當指出，對於熟悉本技術領域的技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。