用于廢水處理的回收設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其包括：加熱單元，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，以接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，并排出該氣體；以及吸收單元，連通該薄膜蒸餾單元，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元無(wú)接觸。
【專利說(shuō)明】
用于廢水處理的回收設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于廢水處理的回收設(shè)備用于廢水處理的回收設(shè)備，尤其涉及一種自廢水回收氨氮或水的回收設(shè)備用于廢水處理的回收設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]含氮化學(xué)品在石化及高科技產(chǎn)業(yè)(例如:半導(dǎo)體制造業(yè)、光電業(yè)及LED等)的生產(chǎn)過(guò)程中為重要原料及化學(xué)品，然而該工藝將產(chǎn)生大量含氮廢液或廢水，若無(wú)適當(dāng)處理將使承受水體水質(zhì)遭受污染，而造成水中溶氧不足或優(yōu)養(yǎng)化。
[0003]氨氮廢水處理技術(shù)通?？煞譃樯锾幚?例如:生物硝化脫氮技術(shù)(A2O)、薄膜生物反應(yīng)器(MBR)、B1NET/AFB及厭氧氨氧化技術(shù)等)、物化處理(例如:吸附、離子交換、RO、電透析、薄膜蒸餾、氣提、加氯、磷酸銨鎂結(jié)晶及電解氧化等)及結(jié)合物化及生物處理的混合系統(tǒng)(hybrid system)，其中，生物處理技術(shù)較適合處理中低濃度氨氮廢水(約500毫克/升(mg/L)以下)，而一些物化技術(shù)則可以應(yīng)用至不同濃度氨氮廢水處理、濃縮及回收。
[0004]—般而言，低濃度含氮(如氨氮)廢水通常以生物處理為主，其具有操作成本低的優(yōu)勢(shì)，但占地面積大及系統(tǒng)操作不穩(wěn)定為其缺點(diǎn)。而對(duì)高濃度氨氮廢水(氨氮濃度大于500mg/L以上)受分子態(tài)氨影響，生物處理并不適合，其他物理及化學(xué)方式如氣提及氧化法，通常不受氨氮濃度影響，但其操作成本較高，且回收產(chǎn)品純度不夠與可能需要后續(xù)再處理均為其缺點(diǎn)，故無(wú)法有效解決產(chǎn)業(yè)界面臨氨氮廢水處理問(wèn)題。
[0005]—般而言，可利用薄膜蒸餾處理氨氮廢液或廢水，將氨氮廢液或廢水轉(zhuǎn)換成有用的含氮化學(xué)品(例如:硫酸銨或氨水等)。而薄膜蒸餾裝置依其低溫產(chǎn)水端的差異，可分為下列四種類型:
[0006](I)直接接觸式薄膜蒸館!(Direct contact membrane distillat1n,DCMD)
[0007]利用兩種不同的溶液直接接觸于薄膜兩側(cè)同向或逆向流動(dòng)，藉由薄膜兩側(cè)的溫度差產(chǎn)生蒸氣壓差，驅(qū)動(dòng)高溫液體的水分子于進(jìn)水端蒸發(fā)，蒸氣通過(guò)薄膜并直接凝結(jié)在低溫溶液中，此種裝置簡(jiǎn)單且操作方便，適合應(yīng)用于脫鹽及水溶液濃縮等以水溶液為主的薄膜分尚程序。
[0008](2)間隙式薄膜蒸館KAir gap membrane distillat1n,AGMD)
[0009]與直接接觸薄膜蒸餾的不同之處在于薄膜與冷凝板間加入空氣間隙，進(jìn)流水溶液在流動(dòng)中產(chǎn)生的蒸氣通過(guò)薄膜直接凝結(jié)于冷凝板上，同時(shí)冷卻水在冷凝板的另一側(cè)流動(dòng)帶走凝結(jié)熱，凝結(jié)后的滲透液可單獨(dú)收集，故其應(yīng)用范圍較多包括制造純水、濃縮非揮發(fā)性溶質(zhì)等。
[0010](3)空氣掃掠式薄膜蒸館!(Sweeping gas membrane distillat1n,SGMD)
[0011]進(jìn)水溶液在薄膜一側(cè)流動(dòng)，在另一側(cè)注入流動(dòng)的氣體(通常用空氣或水蒸氣等)，將蒸氣帶走，帶離的蒸氣再經(jīng)由分離器進(jìn)行分離并通過(guò)外部冷凝，適合應(yīng)用于溶質(zhì)濃度低的溶液中。
[0012](4)真空式薄膜蒸館KVacuum membrane distillat1n,VMD)
[0013]與空氣掃掠薄膜蒸餾相似，將流動(dòng)氣體取代為真空狀態(tài)，使水汽分子更易進(jìn)行傳輸，具有產(chǎn)水量較高的優(yōu)點(diǎn)，過(guò)程中必須持續(xù)維持真空，較適用于有機(jī)揮發(fā)物或溶解氣體移除。
[0014]然而，應(yīng)用薄膜蒸餾前，需將廢水的pH值調(diào)升至10以上或更高，使氨氮轉(zhuǎn)換成分子態(tài)氨，而達(dá)到分離及回收效果，而殘留高PH值的廢液，需進(jìn)一步處理，以避免二次污染。
[0015]此外，薄膜蒸餾技術(shù)中，因廢水直接與薄膜接觸，因此長(zhǎng)時(shí)間操作下，易導(dǎo)致薄膜積垢(fouling)、結(jié)垢(scaling)、潤(rùn)濕(wetting)或損害，而使系統(tǒng)效能降低與操作成本增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0016]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)以及不足，本實(shí)用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備。
[0017]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其包括:
[0018]加熱單元，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；
[0019]薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，以接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，并排出該氣體，其中，該薄膜蒸餾單元包括進(jìn)氣空間、吸收空間、及分隔該進(jìn)氣空間和吸收空間的薄膜；以及[°02°]吸收單元，連通該薄膜蒸饋單元，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸饋單元無(wú)接觸。
[0021]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該薄膜形式為板式、中空纖維、管式或卷繞式。
[0022]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該薄膜是接觸角為70度以上的多孔疏水性材質(zhì)。
[0023]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該薄膜包括與進(jìn)氣空間接觸的活性層及與吸收空間接觸的支撐層。
[0024]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該活性層為聚四氟乙烯層、聚偏四二氟乙烯層、聚丙烯層或聚乙烯層。
[0025]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該支撐層為聚丙烯層、聚乙烯層、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層或聚砜層。
[0026]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該加熱單元具有槽體，且該薄膜蒸餾單元設(shè)于該槽體中。
[0027]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該吸收單元包括抽氣裝置，以提供壓力值低于該進(jìn)氣空間壓力值的壓力。
[0028]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該加熱單元包括pH值控制單元，以提供液堿至該加熱單元中，將該待處理的廢水的P H值控制在7至14。
[0029]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中還包括電透析單元，連通該加熱單元，以接收該加熱單元中的廢液，并電透析該廢液以回收該液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元中。
[0030]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中還包括卻水器，以攔下該加熱單元加熱該待處理的廢水后產(chǎn)生的水蒸汽。
[0031]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中還包括曝氣單元，設(shè)于該加熱單元的該待處理的廢水中。
[0032]上述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其中該曝氣單元為曝氣盤、曝氣管、曝氣球或氣體分配器。
[0033]本實(shí)用新型的用于廢水處理的回收設(shè)備，將廢水加熱產(chǎn)生的氣體與薄膜接觸，為一種非接觸薄膜的薄膜蒸餾裝置，取代進(jìn)水端直接接觸薄膜的傳統(tǒng)薄膜蒸餾技術(shù)。由于廢水端以非接觸薄膜的操作方式，可提高薄膜蒸餾系統(tǒng)的薄膜壽命、提高處理效率及大幅降低操作成本。
[0034]本實(shí)用新型的廢水處理的回收設(shè)備亦可將含氮廢液或廢水的pH值以液堿調(diào)高至10或更高，使離子態(tài)氨氮轉(zhuǎn)換成分子態(tài)氨而產(chǎn)生氣體，該氣體再進(jìn)入薄膜蒸餾單元，并排出該氣體，而含液堿的廢水則以電透析進(jìn)行液堿的回收，而回收的液堿再送回加熱單元。本實(shí)用新型不僅可利用非接觸薄膜蒸餾技術(shù)有效分離氣體與廢水，而且可利用電透析技術(shù)解決薄膜蒸餾分離氨氮時(shí)產(chǎn)生大量且高當(dāng)量液堿的廢液，因此，大幅降低藥品添加成本且可以有效避免二次污染的問(wèn)題發(fā)生，為一種綠色氨氮回收技術(shù)。
[0035]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1顯示本實(shí)用新型一具體實(shí)施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0037]圖2顯示本實(shí)用新型另一具體實(shí)施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0038]圖3A顯示本實(shí)用新型又一具體實(shí)施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0039]圖3B顯示本實(shí)用新型薄膜蒸餾單元31的剖面放大圖；
[0040]圖4A顯示本實(shí)用新型又一具體實(shí)施例的用于廢水處理的回收設(shè)備示意圖；
[0041 ]圖4B顯示薄膜蒸餾單元41的剖面放大圖
[0042]圖5顯示薄膜蒸餾單元及直接接觸式薄膜蒸餾單元的效能比較；
[0043]圖6顯示薄膜蒸餾單元中以硫酸為吸收液時(shí)，不同廢水濃度的效能比較；
[0044]圖7顯示薄膜蒸餾單元中不同酸吸收液的效能比較;以及
[0045]圖8顯示以薄膜蒸餾單元吸收廢液中的水的效能。
[0046]符號(hào)說(shuō)明
[0047]1、2、3、4用于廢水處理的回收設(shè)備
[0048]10、20、30、40 加熱單元
[0049]11、21、31、41薄膜蒸餾單元
[0050]111、211 薄膜
[0051 ]112、212、312、412 進(jìn)氣空間
[0052]113、213、313、413 吸收空間
[0053]314、414 活性層
[0054]315、415 支撐層
[0055]22,42電透析單元
[0056]13、23、33、43 吸收單元
[0057]24、44 卻水器
[0058]25,45曝氣單元
[0059]Cll 至 C16、C21 至 C30、C151、C31 至 C35、C41 至 C48、C451 管路。
【具體實(shí)施方式】
[0060]以下通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，該領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及功效。本實(shí)用新型亦可藉由其它不同的實(shí)施方式加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本實(shí)用新型所揭示的精神下賦予不同的修飾與變更。
[0061]后文中，將理解盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等可用于本文中以描述多個(gè)元件、組件、區(qū)域及/或區(qū)段，這些元件、組件、區(qū)域及/或區(qū)段不應(yīng)受限于這些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)分一個(gè)元件、組件、區(qū)域或區(qū)段與另一元件、組件、區(qū)域或區(qū)段。
[0062]在本文中，除非另行指明，廢水處理的回收設(shè)備的示意圖中，以箭頭符號(hào)代表流體的流動(dòng)方向，此外為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，省略繪示栗及閥。此外，在本文中，術(shù)語(yǔ)“連通”意指液體和氣體可在各單元或設(shè)備之間連通，例如通過(guò)管線連接的方式連通。術(shù)語(yǔ)“流體”可意指液體和氣體。
[0063]又本文中，術(shù)語(yǔ)“氨氮”指NH3-N,“氨水”指NH3.H2O，“氨氣”指NH3，“7K蒸汽”指出0。
[0064]第一實(shí)施方式
[0065]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備I，具體而言，用以自廢水中回收氣體，例如氨氣或水蒸氣，因此，并未特別限定該廢水的種類或所含成分。舉例說(shuō)明，該廢水可含有有機(jī)物，如氨氮、離子化合物、非離子化合物等。于一實(shí)施例中，用于廢水處理的回收設(shè)備I用以回收氣體，例如氨氣。于另一實(shí)施例中，用于廢水處理的回收設(shè)備I用以回收水。
[0066]如圖1所示，該用于廢水處理的回收設(shè)備I包括:加熱單元10，其具有如圖示的槽體，以容納待處理廢水，并加熱該待處理廢水使其產(chǎn)生氣體;薄膜蒸餾單元11，連通該加熱單元10，并接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，以排出該氣體；以及吸收單元13，連通該薄膜蒸餾單元11，以吸收該排出的氣體，其中，該加熱單元10中待處理廢水與該薄膜蒸饋單元11無(wú)接觸。再根據(jù)圖1說(shuō)明的本實(shí)用新型的用于廢水處理的回收設(shè)備I，通過(guò)管路Cll將待處理的廢水饋入加熱單元10，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體。接著，通過(guò)管路C12將該氣體饋入該薄膜蒸餾單元11，該薄膜蒸餾單元11包括進(jìn)氣空間112、吸收空間113、及分隔該進(jìn)氣空間112和吸收空間113的薄膜111。
[0067]通常，該薄膜111為疏水性材質(zhì)，其接觸角為70度以上。于一實(shí)施例中，該疏水性材質(zhì)為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
[0068]該氣體通過(guò)管路Cl2饋入薄膜111 一側(cè)的進(jìn)氣空間112，另一側(cè)的吸收空間113連通吸收單元13。由于薄膜蒸餾單元11內(nèi)所使用的薄膜111使用疏水膜材料，液態(tài)水不能進(jìn)入疏水膜孔，因此使得氣體與廢水有效分離。
[0069]接著，在回收氣體的一實(shí)施例中，該吸收單元13包括吸收液，通過(guò)管路C13、C14連通該薄膜蒸餾單元11。因此，通過(guò)管路C13將吸收單元13的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間113用以吸收如氨氣，再通過(guò)管路C14饋出含氨氮吸收液至吸收單元13，而外部管路C15則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元13?；蛘?，在回收水的一實(shí)施例中，該加熱單元10加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生水蒸氣，該水蒸氣穿透該薄膜111至吸收空間113，而吸收單元13包括抽氣裝置，以提供壓力值低于該進(jìn)氣空間112的壓力值的壓力，通過(guò)管路C13及C14將吸收空間113中的水蒸氣或冷凝的水抽入吸收單元13中，并以水的形式儲(chǔ)存。吸收單元13中的含氨氮吸收液或水可再通過(guò)管路C16排出。
[0070]因此，根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該吸收單元，包括吸收液或抽氣裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，用于薄膜蒸餾單元中的吸收液可為酸性溶液或水，酸性溶液的實(shí)例可為，但不限于，硫酸、鹽酸、磷酸或硝酸，最優(yōu)選酸性溶液為硫酸，再者，根據(jù)吸收液的不同所獲得的含氨氮吸收液也不同，當(dāng)吸收液為硫酸時(shí)，則含氨氮吸收液為硫酸銨，當(dāng)吸收液為水時(shí)，則含氨氮吸收液為氨水。
[0071]另一方面，根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜形式為板式、中空纖維、管式或卷繞式。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜是接觸角為70度以上的疏水性材質(zhì)。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜材質(zhì)為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
[0072]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜為具有復(fù)數(shù)孔洞的薄膜，且該復(fù)數(shù)孔洞的孔徑介于0.05至Ιμπι范圍。又，該薄膜的孔隙率為2%以上。
[0073]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該薄膜是接觸角為70度以上的多孔疏水性材質(zhì)。
[0074]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該加熱單元加熱該待處理的廢水所產(chǎn)生的氣體包括水蒸氣和/或氨氣。
[0075]在廢水的加熱處理上，該加熱單元的溫度大于或等于該吸收單元的溫度。優(yōu)選該加熱單元的溫度為20 °C至100 °C。以欲回收的氣體為氨氣為例，當(dāng)加熱后產(chǎn)生的氣體為氨氣時(shí)，該加熱單元的溫度可至少為高于該廢水的溫度，例如20°C或以上。
[0076]此外，當(dāng)加熱后產(chǎn)生的氣體為氨氣時(shí)，該待處理的廢水的pH值為7至14。
[0077]第二實(shí)施方式
[0078]如圖2所示，本實(shí)用新型還提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備2，其包括:加熱單元20，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；電透析單元22，連通該加熱單元20，以接收該加熱單元20的廢液，并電透析該廢液以回收液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至加熱單元20中；卻水器24，連通該加熱單元20，以接收自加熱單元20饋入的水蒸汽和其他氣體，例如氨氣，以攔下水蒸汽而只讓氣體通過(guò);薄膜蒸餾單元21，連通該卻水器24，并接收該氣體，以排出該氣體;吸收單元23，連通該薄膜蒸餾單元21，以吸收該分離的氣體；以及曝氣單元25，置于加熱單元20的待處理廢水底部，用來(lái)將加熱單元20中加熱后產(chǎn)生的氣體通過(guò)管路C251饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積，其中，該加熱單元20中待處理的廢水與該薄膜蒸饋單元21無(wú)接觸。
[0079]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該電透析單元具有選自離子交換膜或雙極膜的膜材。
[0080]如圖2所示，通過(guò)管路C21將待處理的廢水饋入加熱單元20，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體。置于加熱單元20的待處理廢水底部的曝氣單元25，用來(lái)將加熱單元20中加熱后產(chǎn)生的氣體通過(guò)管路C251饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積。于一實(shí)施例中，該曝氣單元25為曝氣盤、曝氣管、曝氣球或氣體分配器。[0081 ]以回收氨氣為例，加熱單元20包括pH值控制單元，通過(guò)管路C22將液堿饋入加熱單元20，將待處理廢水的pH值控制在7至14，使其產(chǎn)生氨氣。可通過(guò)管路C23將加熱單元20的廢液饋入電透析單元22，并電透析該廢液以回收液堿，以通過(guò)管路C24饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元20中。通過(guò)管路C25將加熱單元20的水蒸汽和氨氣饋入?yún)s水器24，以攔下水蒸汽而只讓氨氣通過(guò)，再通過(guò)管路C26將氨氣饋入薄膜蒸餾單元21的薄膜211—側(cè)的進(jìn)氣空間212。由于薄膜蒸餾單元21內(nèi)所使用的薄膜211使用疏水膜材料，水不能進(jìn)入疏水膜孔，因此使得氨氣與廢水有效分離。接著，通過(guò)管路C27將吸收單元23的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間213用以吸收氨氣，再通過(guò)管路C28饋出含氨氮吸收液至吸收單元23，而外部管路C29則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元23。吸收單元23中的含氨氮吸收液可再通過(guò)管路C30排出。
[0082]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，當(dāng)加熱后產(chǎn)生的氣體為氨氣時(shí)，該待處理的廢水的pH值為7至14。
[0083]第三實(shí)施方式
[0084]如圖3A所示，本實(shí)用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備3，其包括:加熱單元30，如圖所示地具有槽體，以容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體;薄膜蒸餾單元31，置于該加熱單元30的槽體中，并接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，以分離該氣體和廢液，圖3B顯示薄膜蒸餾單元31的剖面放大圖，該薄膜蒸餾單元31包括與進(jìn)氣空間312接觸的活性層314及與吸收空間313接觸的支撐層315;以及吸收單元33，連通該薄膜蒸餾單元31，以吸收該分離的氣體，其中，該加熱單元30中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元31無(wú)接觸。
[0085]如圖3所示，以回收氨氣為例，通過(guò)管路C31將待處理的廢水饋入加熱單元30，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體，該氣體位于進(jìn)氣空間312中，并附著于薄膜蒸餾單元31的活性層314上。因活性層314使用疏水膜材料，水不能進(jìn)入疏水膜孔，因此使得氣體與廢水有效分離。接著，通過(guò)管路C32將吸收單元33的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間313用以吸收氨氣，再通過(guò)管路C33饋出含氨氮吸收液至吸收單元33，而外部管路C34則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元33?；蛘?，當(dāng)用于吸收水蒸氣時(shí)，吸收單元33為抽氣裝置，通過(guò)管路C32及C33將吸收空間313中的水蒸氣抽入吸收單元33中，并以水的形式儲(chǔ)存。吸收單元33中的含氨氮吸收液或水可再通過(guò)管路C35排出。
[0086]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該薄膜蒸餾單元的薄膜包括與進(jìn)氣空間接觸的活性層及與吸收空間接觸的支撐層，其中，該活性層為聚四氟乙烯(PTFE)層、聚偏二氟乙烯(PVDF)層、聚丙烯(PP)層或聚乙烯(PE)層;該支撐層為聚丙烯(PP)層、聚乙烯(PE)層、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)層及聚砜(PS)層。
[0087]第四實(shí)施方式
[0088]如圖4A所示，本實(shí)用新型提供一種用于廢水處理的回收設(shè)備4，其包括:加熱單元40，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體；電透析單元42，連通該加熱單元40，以接收該加熱單元40的廢液，并電透析該廢液以回收液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至加熱單元40中；卻水器44，置于該加熱單元40的槽體中，并未于待處理的廢水的液面與薄膜蒸餾單元41的間，該卻水器44與待處理的廢水的液面無(wú)接觸，以接收自加熱單元40饋入的水蒸汽和氨氣，以攔下水蒸汽而只讓氨氣通過(guò);薄膜蒸餾單元41，置于該加熱單元40中，并接收通過(guò)卻水器44的氨氣，以分離該氨氣和廢液。圖4B顯示薄膜蒸餾單元41的剖面放大圖，該薄膜蒸餾單元41包括與進(jìn)氣空間412接觸的活性層414及與吸收空間413接觸的支撐層415;吸收單元43，連通該薄膜蒸餾單元41，以吸收該分離的氨氣，其中，該加熱單元40中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元41無(wú)接觸；以及曝氣單元45，置于加熱單元40的待處理廢水底部，用來(lái)將加熱單元40中加熱后產(chǎn)生的氣體饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積。
[0089]如圖4所示，通過(guò)管路C41將待處理的廢水饋入加熱單元40，以加熱該廢水使其產(chǎn)生氣體。置于加熱單元40的待處理廢水底部的曝氣單元45，用來(lái)將加熱單元40中加熱后產(chǎn)生的氣體通過(guò)管路C451饋入待處理的廢水底部，以增加廢水與氣體的接觸面積?；蛘撸ㄟ^(guò)管路C42將液堿饋入加熱單元80，將待處理的廢水的pH值控制在7至14，使其產(chǎn)生氨氣。可通過(guò)管路C43將加熱單元40的廢液饋入電透析單元42，并電透析該廢液以回收液堿，以通過(guò)管路C44饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元40中。接著，加熱單元40中該廢水的水蒸汽和氨氣通過(guò)卻水器44，以攔下水蒸汽而只讓氨氣通過(guò)，進(jìn)入薄膜蒸餾單元41的一側(cè)的進(jìn)氣空間412中與活性層414接觸。由于薄膜蒸餾單元41內(nèi)所使用的活性層414使用疏水膜材料，水不能進(jìn)入疏水膜孔，因此使得氨氣與廢水有效分離。接著，通過(guò)管路C45將吸收單元43的吸收液(例如:如硫酸、鹽酸或磷酸的酸性溶液或水)饋入吸收空間413用以吸收氨氣，再通過(guò)管路C46饋出含氨氮吸收液至吸收單元43，而外部管路C47則可饋送新鮮的吸收液至吸收單元43。吸收單元43中的含氨氮吸收液可再通過(guò)管路C48排出。
[0090]本實(shí)用新型將以下述實(shí)施例來(lái)作進(jìn)一步說(shuō)明，但應(yīng)了解到該等實(shí)施例僅用于例示說(shuō)明，而不應(yīng)被解釋為限制本實(shí)用新型的實(shí)施。
[0091 ]實(shí)施例
[0092]實(shí)施例1薄膜蒸饋單元及直接接觸式薄膜蒸饋單元進(jìn)行氨氮回收的比較
[0093]本實(shí)施例為比較薄膜蒸餾單元及直接接觸式薄膜蒸餾單元進(jìn)行廢水處理并回收氨氮。使用直接接觸式薄膜蒸饋單元的回收設(shè)備主要包括pH值控制單元，以容納待處理的氨氮廢水，并調(diào)整該待處理的廢水的PH值、直接接觸式薄膜蒸餾單元，連通該pH值控制單元，并接收該經(jīng)調(diào)整PH值的待處理的廢水，以分離氨氮和廢液、以及氨氮吸收槽，連通該直接接觸式薄膜蒸餾單元且具有吸收液，以供吸收分離自該直接接觸式薄膜蒸餾單元的氨氮，而后形成含氨氮吸收液。而使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備主要包括加熱單元，以容納待處理的廢水，并加熱該待處理的廢水使其產(chǎn)生氨氣、薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，并接收該加熱后產(chǎn)生的氨氣，以排出該氨氣，以及吸收單元，連通該薄膜蒸餾單元，以吸收該排出的氨氣，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸餾單元無(wú)接觸。兩種回收設(shè)備的差別在于，直接接觸式薄膜蒸餾單元的薄膜與廢水直接接觸，而薄膜蒸餾單元與廢水無(wú)接觸。兩種回收設(shè)備的薄膜蒸饋單元皆為聚四氟乙稀(polytetraf luoroethene ,PTFE)薄膜。廢水進(jìn)料端的氨氮濃度為10,000毫克/升(mg/L)，廢水溫度為30°C，并加堿調(diào)整廢水的pH值為
11.7。以6至9°C的水作為吸收液獲得氨水溶液，在操作溫度為常溫(27°C)的情況下，啟動(dòng)循環(huán)栗調(diào)整流量為6升/分鐘(L/min)左右，于時(shí)間間隔I小時(shí)采樣并分析。
[0094]其結(jié)果如圖5所示，兩種氨水溶液的氨氮濃度隨操作時(shí)間增加而增加，于第4小時(shí)后，經(jīng)由使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備可得到氨氮濃度較高的氨水溶液。
[0095]實(shí)施例2使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備，以硫酸為吸收液時(shí)，不同廢水濃度的比較
[0096]本實(shí)施例以同實(shí)施例1所述的使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備進(jìn)行廢水處理并回收氨氮。于薄膜蒸餾單元中，該薄膜蒸餾單元為聚四氟乙烯薄膜。廢水進(jìn)料端的氨氮濃度為500、5，000、10，000及15，000毫克/升(11^/1)，廢水溫度為25°(:，并加堿調(diào)整廢水的？!1值為
12。以0.3N的硫酸作為吸收液獲得硫酸銨溶液，在操作溫度為常溫(27°C)的情況下，啟動(dòng)循環(huán)栗調(diào)整流量為6升/分鐘(L/min)左右，于時(shí)間間隔I小時(shí)采樣并分析。
[0097]其結(jié)果如圖6所示，廢水的濃度越高，得到的硫酸銨溶液中的氨氮濃度就越高。
[0098]實(shí)施例3使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備，不同酸吸收液的比較
[0099]本實(shí)施例以同實(shí)施例1所述的使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備進(jìn)行廢水處理并回收氨氮。于薄膜蒸餾單元中，該薄膜蒸餾單元為聚四氟乙烯薄膜。廢水進(jìn)料端的氨氮濃度為500毫克/升(mg/L)，廢水溫度為50°C，并加堿調(diào)整廢水的pH值為12。以0.3N的鹽酸、硝酸、硫酸及磷酸作為吸收液獲得含氨氮吸收液，在操作溫度為常溫(27°C)的情況下，啟動(dòng)循環(huán)栗調(diào)整流量為6升/分鐘(L/min)左右，于時(shí)間間隔I小時(shí)采樣并分析。
[0100]其結(jié)果如圖7所示，不同酸吸收液所得的含氨氮吸收液皆可得到高濃度的氨氮。
[0101]實(shí)施例4使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備吸收廢液中的水
[0102]本實(shí)施例以同實(shí)施例1所述的使用薄膜蒸餾單元的回收設(shè)備進(jìn)行廢水處理并回收水。于薄膜蒸餾單元中，該薄膜蒸餾單元為聚四氟乙烯薄膜。廢水進(jìn)料端的含銅廢液的導(dǎo)電度為320微西門子/厘米(ys/cm)，廢液溫度為90°C。以真空度300mmHg的抽氣設(shè)備作為吸收單元，于固定時(shí)間間隔量測(cè)水流至吸收單元的通量(Kg/h.m)。
[0103]其結(jié)果如圖8所示，水流至吸收單元的通量至少9(Kg/h.m)以上。
[0104]當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，包括: 加熱單元，容納并加熱待處理的廢水使其產(chǎn)生氣體； 薄膜蒸餾單元，連通該加熱單元，以接收該加熱后產(chǎn)生的氣體，并排出該氣體，其中，該薄膜蒸餾單元包括進(jìn)氣空間、吸收空間、及分隔該進(jìn)氣空間和吸收空間的薄膜；以及 吸收單元，連通該薄膜蒸饋單元，其中，該加熱單元中待處理的廢水與該薄膜蒸饋單元無(wú)接觸。2.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該薄膜形式為板式、中空纖維、管式或卷繞式。3.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該薄膜是接觸角為70度以上的多孔疏水性材質(zhì)。4.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該薄膜包括與進(jìn)氣空間接觸的活性層及與吸收空間接觸的支撐層。5.如權(quán)利要求4所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該活性層為聚四氟乙烯層、聚偏四二氟乙烯層、聚丙烯層或聚乙烯層。6.如權(quán)利要求4所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該支撐層為聚丙烯層、聚乙烯層、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層或聚砜層。7.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該加熱單元具有槽體，且該薄膜蒸餾單元設(shè)于該槽體中。8.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該吸收單元包括抽氣裝置，以提供壓力值低于該進(jìn)氣空間壓力值的壓力。9.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該加熱單元包括pH值控制單元，以提供液堿至該加熱單元中。10.如權(quán)利要求9所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，還包括電透析單元，連通該加熱單元，以接收該加熱單元中的廢液，并電透析該廢液以回收該液堿，以饋送該經(jīng)回收的液堿至該加熱單元中。11.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，還包括卻水器，以攔下該加熱單元加熱該待處理的廢水后產(chǎn)生的水蒸汽。12.如權(quán)利要求1所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，還包括曝氣單元，設(shè)于該加熱單元的該待處理的廢水中。13.如權(quán)利要求12所述的用于廢水處理的回收設(shè)備，其特征在于，該曝氣單元為曝氣盤、曝氣管、曝氣球或氣體分配器。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK205527824SQ201520758199
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年9月28日
【發(fā)明人】黃盟舜, 梁德明, 洪仁陽(yáng), 黃國(guó)豪, 廖啟鐘, 徐淑芳, 張子龍, 何佳樺
【申請(qǐng)人】財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院