TWM397285U - Stabilization of heavy metal in the fly ash of water treatment device Water treatment device for stabilization of heavy metal in the fly ash - Google Patents

Description

M397285 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種飛灰重金屬安定化處理裝置，特別 是關於一種針對水質進行改善之飛灰重金屬安定化之水研 改善處理裝置。 貝 【先前技術】 隨著人類於日常生活或工業製品中廣泛的使用上述 高危害性物質’導致大量的有害重金屬累積於垃圾廢棄物 中，使得垃圾經焚化燃燒後，產生富含重金屬的氣體微粒 與飛灰，以造成生態環境的嚴重傷害。其中，飛灰具有大 置的有害重金屬物質，若於重金屬飛灰貯藏過程中處理不 當，將導致重金屬物質再溶出而污染土壌及水源，以造成 生悲環境的二次傷害，因此，目前針對飛灰的最終處理方 法，係包含有尚溫炫融處理法、水泥固化處理法、濕式化 學處理法及添加化學藥劑法。 由於該水泥固化法與化學藥劑法的處理成本相較於 其他方式為低，因此，國内焚化廠大多選用水泥固化法或 化學藥劑法來進行飛灰的處理。然而，水泥固化法對飛灰 進行處理生成水泥固化物的過程中，容易受該飛灰中殘留 氯鹽的作用而造成固化物的膨脹崩解，甚至因水泥本身的 成分易與硫酸鹽反應而產生侵蝕性物質，導致固化物於長 時間掩埋後仍有重金屬再溶出的疑慮。有鑑於此，目前國 内大型焚化廠大多利用添加化學藥劑法進行輔助，以利用 化學藥劑（例如：無機系重金屬安定劑或有機系液體螯合 3 — M397285 月J)與重孟屬具有強結合的特 低重全眉鉍a t r籽重走屬進行穩定化，降. -直孟屬的冷解性與移動性，藉 導致固化體受氣鹽作用而崩解及重全屬的f里下. J!1 化法加強該固化體的硬度並節省單獨徒用 化學樂劑法的高價藥劑之成本。 4早獨使用 劑的::劑:重:則必須相對提高化學藥： 對提升成22 屬的較佳效果，如此係相 定重金屬旦有二尤Λ有機系液體螯合劑的使用雖對安 旦、’萄八有⑹土的效果，但受限於該螯合劑的使用劑鲁 =因此’為與飛灰中相對比例較高的重金屬能夠充分進 订混鍊，且於較低成本負擔下達到較佳的效果，則必須額 外添加大量水源與該螯合劑進行調配混合後，再與該飛灰 中的大量重金屬進行混鍊’使得飛灰中的重金屬能夠充分 與該螯合劑作用’進而發生配位鍵結或離子鍵結反應以生 成不溶性的化合物，藉此將重金屬固定以防止重金^再溶 出之顧慮。 公 將上述處理方法應用於現階段之飛灰重金屬處理裝"籲 置’係透過一填充有螯合劑之桶槽與該貯水槽相連通，使_ 知$亥螯合部與水能夠於管路或一混合槽中進行混合，接著 經由另一管路匯流至一填充有飛灰之混鍊機中，藉此與該 飛灰中的重金屬進行配位鍵結或離子鍵結反應，以形成不 溶性化合物’進而防止重金屬再溶出。 經由上述處理裝置以達到該飛灰中重金屬安定化之 功效前’必須先於該管路或混合槽中將該螯合劑與水進行 調配混合，然而，於該螯合劑與水調配混合的過程中仍然 —4 — 衍生有下述問題： 輪*與水軸配混_+，由於水中 螯合劑本身會與轉合劑先行反應而降低該 中重金屬的配位螯合劑後續與飛灰 重金==;中，更導致重金屬處理效果― 再者錢合劑大多係為硫系或射、驗性藥劑， =水混合過財料與水中的微量軒或礦物質等成分 二進而產生磷化物或硫化物㈣類⑽如：硫酸 酸式碳酸鹽紐式魏鱗），料致鱗鹽射的师產 生4且累積於管路中，使得整個處理裝置發生塞而降 低處理過財管_液财I量，甚至職||造成嚴重的損 壞。 有鑑於上述缺點’該習知飛灰重金屬安定化之水質改 善處理裝置確實仍有加以改善之必要。 【新型内容】 本創作之主要目的乃改良上述缺點，提供一種飛灰重 金屬安定化之水質改善處縣置，係錢直接絲水中的 微量金屬離子與礦物質，以維持較佳的重金屬處理效率。 本創作之另一目的係提供一種飛灰重金屬安定化之 水質改善處理裝置，係能夠避免鈣質沉澱累積且阻塞於處 理裝置之管路令，以降低對機器造成的損壞。 為達到前述創作目的’本創作所運用之技術手段係包 M397285 含有： 一種飛灰重金屬安定化之水質改善處理裝置，包含： 一貯槽’係包含—儲液空間，該儲液空間形成於該貯槽内 部’且以一第一管路與該儲液空間相連通；一混合單元， 於該混合單元内形成有一混合空間，該混合空間係與該貯 槽相互連通；—供水單元，係連接有一第二管路，該第二· 管路與該第一管路相互連通；及一離子交換器，係設置於. 該第二管路且與該供水單元相連通。 【實施方式】 錢 為讓本創作之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯 易懂，下文特舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下·· 請參照第1圖所示，本創作第一較佳實施例之飛灰重 金屬安定化之水纽善處理裝置，其係由-、-混 合單元2、一供水單元3及—雜 Λ 及離子父換器4所構成，該貯 槽1係與該混合單元2相互遠诵， u . 連通且該離子交換器4係分 別與该供水早兀3及魏合單元2相 該貯槽1係包含一儲液办門 連 於背⑻n _液空間U形成 於該貝了槽1内部，且以—第—普 、查，s , g塔12與該儲液空間11相 連通。該貯槽1可以形成各種幾 方體、多絲..等，神墙’例如®柱體、四 該螯人;^可以選擇A乂貯存一螯合劑，其中， 磷酸二胺、乙二胺四乙酸、二心，糸化合物4 (例如： 於本實施射，該貯槽丨另^基甲酸官能基··.等）。 ”有輪出端13,該輸出端13 —6 — M397285 係經由一第一管路12連通至該儲液空間11，如此，填充 於該貯槽1中的該螯合劑係能夠由該貯槽1之輸出端13 排出，並經由該第一管路12流入該混合單元2。 該混合單元2係具有一混合空間21，該混合空間21 係形成於該混合單元2之内部，且該混合空間21係與該貯 槽1相互連通，於本實施例中，該貯槽1之輸出端13係以 該第一管路12連通於該混合單元2之混合空間21，其中， 該混合單元2係用以容置飛灰。再者，該混合單元2係另 包含有一攪拌元件22，該攪拌元件22係容置於該混合空 間21内，用以均勻混合該飛灰、螯合劑及水。其中，該攪 拌元件22可以選擇為螺旋槳式（例如：雙軸多葉型、雙軸 條棒型或單軸多葉型）、混合攪拌式或振動式，於本創作中 係以混合授拌式對該飛灰進行處理為較佳。 該供水單元3係連接有一第二管路31，該第二管路 31與該第一管路12相互連通，於本實施例中，該供水單 元3另具有一出水端32，該出水端32係經由一第二管路 31匯流於該第一管路12,使得該貯槽1中的螯合劑能夠與 水進行混合，並且經由該第一管路12及第二管路31共同 匯流於該混合單元2，其中，該供水單元3可以選擇為一 自來水源或再利用水。 該離子交換器4係設置於該混合單元2與該供水單元 3之間，於本實施例中，該離子交換器4係藉由該第二管 路31分別與該供水單元3與混合單元2相連通，且該離子 交換器4係具有一交換空間41，該交換空間41與該第二 管路31相連通，該離子交換器4之交換空間41係填充有 —7 — M397285 一離子父換樹脂，該離子交換樹脂係包含有一陽離子樹脂_ 及一陰離子樹脂，其中，該陽離子樹脂可以選擇為強酸、、 中強酸或弱酸（例如：_S〇3h、_p〇3H2、-COOH…等）之 型恶；該陰離子樹脂可以選擇為強鹼、中強鹼或弱鹼（例 如.由-N+(CH3)3、-N(CH3)2、-NHCH3 及_丽2 所組成之群 組）之型態。 _ 請再參照第1圖所示，本創作第一較佳實施例之飛灰 重金屬安定化之水質改善處理裝置於水源添加過程的使用 情形，此時，該貯槽1之儲液空間u内填充有該螯合劑， 以待後續與水源先進行混合，該供水單元3係提供一自來 水源，該自來水源經由該出水端32排出且透過該第二管路 31將其帶往該離子交換器4，於該離子交換器4之交換空 間41内雌自來水料行陽離子與陰離子較換，以去除 自+來水源巾的娜？、顯子、無機料及微量金屬離子， 藉此將該自來水源轉化為軟水，以獲得該去離子水。透過 該第-、第二管路丨2、3卜使得輯合賴該去離子水先 行混合，進而對該微量的螯合劑進行稀釋，接著送入气、曰 合單元2之混合空間2卜與填充於該混合空間21内的: 灰進行混鍊，如此，該螯合劑能夠與該飛灰中的重金屬發 生配位鍵結或離子賴，以形成*溶性喊氧化物或碳酸 鹽沉澱物，使得該飛灰中的重金屬不再溶出，藉此達到較 佳安定重金屬之效果。其巾，歸合胁敢重金屬的處 理過程所佔比例係為1〜5%，而該去離水於飛灰重的 處理過程所佔比例係為20〜6〇%，但於實際操作時應視該 飛灰之含量而调整該螯合劑與去離子水之比例。μ —8 — M397285 由上述本創作使用情形得知，本創作係利用該離子交 奐為4中㈣陽離子樹脂以娜子來交換水中的解鎮離 ’該陽離子樹脂結合了耻_子之後，將原本屬㈣ _子_之讎子釋«來，觀除去水中的缺鎮離 子以形成軟水，進㈣免與該螯合劑混 質” 殺，而於該第-、第二管路12、31匯流至該混合^ = 的過程中造成管路阻塞之情形。

再者，另利用該陽離子樹脂與該陰離子樹脂的搭配作 用’對存在㈣水巾的無_子或微量金屬離子進行吸 附，其中’該陽料樹脂侧職離子來交換水中陽離子， ，陰離子關用氫氧_子來錯水情料，使得水中 交換獲得之聽子餘綠料絲結合卿縣離 (c^〇nized water)，藉此與螯合劑先行混合的過程中不會 產生頭外的反應’以轉贿合冑彳本身的齡濃度，使今 螯合劑與飛灰重金屬具有穩定的結合能力，以達到較佳=

本創作之飛灰重金屬安定化之水質改善處理裝置，其 中，對該飛灰重金屬進行安定化之過㈣包含有水泥固化 法之重金>1固化及添加化學藥劑法之重金屬穩定化，然 而’不論是於該水闕化法巾添加化學_或者單獨使用 =泥固化法及添加化學藥触，均需於處理過程中添加水 質以達到蚊歧重金屬之功效，砂水是重金屬進行水 化作用的重要物質，因此，本創作之飛灰重金屬安定化之 水質改善處縣置，係㈣應用於任—需要添加水質之飛 灰重金屬處理裝置。如此，藉由本創作之該離子交換器4 M397285 所獲得的去離子水係能提供較佳安定飛灰重金屬之效果， ， 藉以避免水中鈣、鎂及其他金屬離子影響飛灰重金屬的安 疋化品質。 請參照第2圖所示，本創作第二較佳實施例之飛灰重 金屬安定化之水質改善處理裝置，相較於本創作第—較佳 實施例，其中，該貯槽丨、混合單元2、供水單元3及離子: 交換器4均與本創作第一較佳實施例相同，故於此不再贅 述。 、. ^ ifq ........ 馮便钱耵僧Α τ叼耸貧肖ijm經田該離子交換器 4處理之去離子水具有較佳的混合效果，及避免該螯合劑 先行與該混合單元2中的飛灰重金屬反應而生成不合格之 何生物。於該第二較佳實施例中係另設有至少一調配混合 槽5，該調配混合槽5係設置於該混合單元2之前，且與 邊負τ槽1、該供水單元3及該離子交換器4相互連通，於 本實施例中，觸配混合槽5係分別經㈣第―、第二管 Γ^2、31無貯槽1及供水單元3相互連通，使得該貯槽 填充之»合難㈣該離子交換器*所獲得的去離子 7 ’二者能_時流人於該調配混合槽5先行混人， ::時=另一管路匯入該混合單元2,以對該飛灰;金 屬進仃混鍊，藉以達到重金屬安定之效果。 ’為了方便該供水單元3的水量，本創作第 = 機帛二料31上斜-置有—貯水槽 :、τ礼6係於該離子交換器4之—側， 水槽6之一内部空間61相連通，該内= Μ用以貯存該供水單元3所提供之水源，或者用以貯存 —10 — M397285 經由該離子交換器4處理後之去離子水。 另外，為維持該離子交換器4内所填充之離子交換樹 脂具有較錢料交換效果，料，_ == 夠額外連接有-逆洗單元7，該逆洗單元7係利== 官路71連通該離子交換器4之交換空間*卜並利用另一 對外管路72汲取外部之水源，以於子交脑4經長時 間的使用H錄子交鋪4 _之軒錄樹脂進行

清洗，使得麟子交_絲_生使用，延魏離子交 換樹脂之使用壽命。 本創作之飛灰重金屬安定化之水質改善處理装置，係 能夠直接去除水巾的微量金屬離子，以财該螯合劑本身 的成分濃度，藉此穩定該螯合劑與飛灰中重金屬的結合能 力’進而維持較佳的重金屬處理效率。

本創作之飛灰重金屬安定化之水質改善處理裝置，其 係能夠避免㈣的沉殺與累積，以減少該處理裝置的管路 阻塞及維持穩定的液體流量，進而降低對機^造成的損壞。 雖然本創作已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用 以限定本難，任何熟習此技藝者在不脫離本創作之精神 和範圍之内，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本 創作所保護之技術範疇，因此本創作之保護範圍當視後附 之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖：本創作第一實施例之飛灰重金屬安定化之水質 11 — M397285 改善處理裝置的裝置示意圖。 第2圖：本創作第二實施例之飛灰重金屬安定化之水質 改善處理裝置的裝置示意圖。 【主要元件符號說明】 〔本創作〕 1 貯槽 11 儲液空間 12 第一管路’ 13 輸出端 2 混合單元 21 混合空間 22 攪拌元件 3 供水單元 31 第二管路 32 出水端 4 離子交換器 41 交換空間 5 調配混合槽 6 貯水槽 61 内部空間 7 逆洗單元 71 逆洗管路 72 對外管路

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Claims (1)

1. 六、申請專利範園： 一種飛灰重金屬安定化之水質改善處理裝置，包含. -貯槽’係包含-舰㈣，_衫_成於H宁槽 内部，且以一第一管路與該儲液空間相連通； —混合單元’於該混合單元内形成有—混合空間，該混 合空間係與該貯槽相互連通； 第二管路，該第二管路與該第 —供水單元，係連接有一 —管路相互連通；及 -離子交魅，係設置魏第二管路且與該供水單元相 連通。 2、 依申請專·圍第！韻狀驗重金屬安定化之水 f改善處理裝置’其中另包含有—貯水槽，該貯水槽係 设置於該第二管路且與絲子交鋪互相連通。 3、 =申請補範圍第述之歧重金屬妓化之水 質改善處理裝置，其中該離子交換器係連接一逆洗單 =亥逆洗單元係以一逆洗管路連通該離子交換器之交 換二間，並另具有一汲取外部水源之對外管路。 4、 依申請專概㈣1韻述之飛灰重金屬安定化之水 質改。處理裝置’其中另設置至少-調配混合槽，該調 配此σ槽係位於該混合單元之前，且該貯槽及供水單元 係=別經由該第―、第二管路連通至該調配混合槽。 # 丨項所述之飛灰重金屬安^化之水 善處理裝置’其中該混合單元係包含有—擾摔元 ’ 5亥攪拌7L件係位於該混合空間内。 M397285 6、依申請專利範圍第5項所述之飛灰重金屬安定化之水 質改善處理裝置，其中該攪拌元件係為螺旋槳式、混合 攪拌式或震動式。 14 —