专利名称：一种废水回收处理方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理方法及其系统，且特别是涉及一种处理高效率、低成本， 且能有效地解决放流水色度问题的废水回收处理方法及其系统。
背景技术：
『染整』属国内传统产业中数量相当庞大且重要的产业，由于其制程中须耗费大量的用水，故亦属于高耗水型的产业之一，而为了因应水资源不足、水价调整与废水排放费等相关政策的实施，业者乃大量投入各种防污及回收处理设备，期能达到正常放流与废水回收再利用的目的。由于染整工业需使用多种染料、界面活性剂与化学助剂，因此染整废水具有高色度、水质变化大及生物难分解有机物的特性，致使染整废水必须并用生物与化学程序来处理，以降低废水中的BOD(Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量)、C0D(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)、SS (悬浮固体)与色度。国内多数染整厂以往对于废水处理方法，如图1所示，大致上是将收集的染整废水先截污后，输送入调节池中进行PH调整，接着在进行生物处理(活性污泥与生物沉淀)， 再送入沉垫池中，然后进行化学处理合并加氯脱色，最后再形成放流水排出，所以，以往的处理方法，主要是以活性污泥及化学混凝为主要处理程序，但上述两种方式都会产生大量的污泥，这些污泥所含水分极高，只能以蒸馏方式进行脱水，相当耗费能源、增加成本，且处理后的放流水中仍含有极高的色度，无法通过目前放流水标准色度ADMI值(American Dyestuff Manufactures hstitute)的标准，因此，染整废水中的脱色技术已成为业界注目的环保课题。而目前已知染整废水色度的去除方式不外乎电化学法、化学混凝、NaOCl法、 i^enton法、薄膜过滤法(RO)…等方式，其中电化学法是经由电解作用产生水和金属氧化物，以吸附废水中污染物形成胶羽，再配合高分子凝集剂加速沉降作用去除水中固体粒子， 但此法除了须先控制废水的PH值之外，且氧化还原的操作时间缓慢，不利于处理高流量的染整废水。NaOCl法是直接对经过生物与混凝处理后的废水池中加入次氯酸纳，俾利用其氯成份来除色，但是由于次氯酸纳的添加量仅以人工来控管，所以对于剂量的控制上须相当小心，剂量不足将造成放流水色度过高，添加剂过量则不符成本，且余氯将造成环境的毒害。!^enton法则是利用!^e2+催化H2O2反应，以产生OH (Hydroxyl Radical)自由基，而形成具有氧化及混凝的能力，用以去除染整废水中的色度，故此法特别适合处理高COD且难生物分解的有机废液，但此法却需在强酸性环境中才能发挥氧化作用，且会产生大量的铁污泥，因铁污泥的脱水性不佳，还需要经过后续的电解还原处理，所以也成为应用时的一大缺点。薄膜过滤法(RO)是目前业界公认对于回收水质量最好的处理方法之一，其是利用逆渗透膜来去除水中的有机物及色度，其COD与色度的去除率可高达90%以上，但因染整废水中的悬浮物质(SS)极高，若无搭配良好的前处理来实施，薄膜很容易产生浓度极化现象， 产生氧化结晶，甚或表面结垢、堵塞而丧失过滤过果，所以此法的设备及操作成本较高，更重要的是，此法的浓缩废水无法再次以逆渗透膜来处理，成为相当棘手的问题。此外，尚有采用!^nton法搭配二氧化钛(Ti02)，或是利用电场或结晶技术来提升处理效果，及降低化学污泥产量，但这些方式都只是着重在对于废水中「染整色度的去除」， 对于处理程序后所产生的浓缩污水(泥)，至今仍没有一有效率且符合操作成本的处理方法，使得染整业在环保改善成本负荷上愈来愈高，故如何积极通过清洁生产及污染防治技术来兼顾经济与环保，降低生产成本，提高产业竞争力，已成为目前相关产业迫切努力的目标。
发明内容
本发明的目的，即在提供一种废水处理效率高、成本低，不仅能有效地解决色度问题，且可对浓缩废水进行再处理的废水回收处理方法及其系统。根据本发明所提出的一种废水回收处理方法，其特征包含以下步骤 步骤A 将废水唧引入一前处理槽内；
步骤B 在该前处理槽内加入一吸附剂，使该吸附剂与废水进行快速混合，以辅助对于废水的脱色及过滤，该前处理槽内具有一第一过滤装置，该第一过滤装置包含有至少一亲水性的多孔薄膜；
步骤C:使辅助脱色后的废水通过该第一过滤装置的过滤处理，以降低废水中的色度及悬浮固体含量；
步骤D 将通过该第一过滤装置过滤处理后的水液输送至一 RO过滤单元内，并施以进行RO薄膜过滤程序，使透析过RO薄膜的净水汇送至一回收槽内，以供再利用；
步骤E 将经过RO过滤单元所排放出的浓缩废水再导引入一第二过滤装置中，该第二过滤装置包含有至少一疏水性的多孔薄膜；
步骤F 对该第二过滤装置内的浓缩废水施以微细气泡化混合处理，使浓缩废水与气体能均勻混合成乳白雾化状态的工作液体；以及
步骤G 在该疏水性薄膜的产水侧施以负压吸引，使高含气量的工作液体中的水蒸气能轻易地通过该疏水性薄膜，藉以除去工作液体中的残余色度及悬浮微粒，以获得符合排放标准的放流水。进一步，在步骤B中，在该前处理槽中所添加的吸附剂为硅藻土、活性碳或沸石粉末。进一步，在步骤E之前，还具有在经过RO薄膜过滤处理后的浓缩废水中，添加入脱色剂。进一步，在步骤G后，还具有对产出放流水后的高浓度污泥通过一脱水处理的步
马聚ο进一步，在步骤F中，在对浓缩废水进行微细气泡化混合时，所泵送入的气体是经过预先高温加热，使混合后的工作液体具有一定温度，该工作液体的加热温度为摄氏30 60 "C。
进一步，在步骤G，还具有对通过该疏水性薄膜的水蒸气分子施以冷凝处理，以使水蒸气凝结成放流水的作业程序。据本发明所提出之一种废水回收处理系统，包含一前处理槽、一第一过滤装置、一 RO过滤单元、一第二过滤装置和一微细气泡化装置，其中
该前处理槽，用以容装预定容量的废水；
该第一过滤装置，装设在该前处理槽内，具有一水平设置的中央管和多个水密地套穿在该中央管上的亲水性的多孔薄膜，且前述亲水性薄膜与该中央管形成连通，并使透析入前述亲水性薄膜内的水液能汇送至该中央管中；
该RO过滤单元，接设在该第一过滤装置的中央管出水端；
该回收槽，设置在该RO过滤单元一侧，用以将通过该RO过滤单元的干净水液汇集回收再利用；
该第二过滤装置，接设在该RO过滤单元的浓缩废水排放管路上，该第二过滤装置具有一承接浓缩废水的壳体、一垂直穿枢在该壳体中央的产水管，及多个等间隔且水平排列的疏水性的多孔薄膜；
该微细气泡化装置，装设在该第二过滤装置的侧边，具有一对应该壳体的气体供应器， 以对该壳体内的浓缩废水泵送入加压气体，促使浓缩废水成为乳白雾化状态的工作液体。进一步，该第一过滤装置的亲水性薄膜为UF薄膜。进一步，还包含有一预加热装置，其使混合后的工作液体具有一定的温度。进一步，还包含有一负压组件，该负压组件与该第二过滤装置的产水管连通，以对于疏水性薄膜产水侧形成真空吸力。采用上述结构后，本发明先利用吸附剂来辅助对于染整废水的脱水与过滤，然后以亲水性薄膜进行RO膜的前置过滤，降低RO膜污堵与结垢的情形，且经过RO处理所排出的浓缩废水经过微细气泡处理后，再利用疏水性薄膜进行固液分离，使得放流水的色度、 BOD与COD值皆能达到目前排放标准，而采用疏水性薄膜加上旋转方式亦能有效地延长操作周期，使浓缩废水中的水分能排出，不仅快速有效率，且能降低加药与操作成本。
图1为一方块流程图，说明以往染整废水的处理流程。图2为一方块流程图，说明本发明废水回收处理方法一较佳实施例的处理流程。图3为一系统结构图，说明本发明废水回收再利用的处理系统各总成装置及管路分布情形。图4为一剖视图，说明本发明的第一过滤装置的剖面结构。图5为一剖视图，说明本发明的第二过滤装置的剖面结构。图6为一固液分离示意图，说明本发明的浓缩废水在经过微细气泡化处理后的工作液体，可释放出大量饱合水蒸气并通过疏水性薄膜而形成放流水的状态。
具体实施例方式为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
6
参照图2及图3，本发明废水回收处理方法及其系统的第一实施例，包含以下步骤
步骤A 将染整废水汇集后引入一前处理槽10内待处理。步骤B 在该前处理槽10内添加入适量的一吸附剂20。在本实施例中，该吸附剂 20可为硅藻土、活性碳或沸石粉末，并使该吸附剂20与染整废水进行快速混合，从而利用该吸附剂20来吸附染整废水中的色料及悬浮微粒，以辅助对于染整废水的脱色及过滤效果。此外，该前处理槽10内具有一第一过滤装置30，请参阅图4，该第一过滤装置30半沉降式地横向设置在该前处理槽10中，并具有一水平设置的中央管31、多个水密地套穿在该中央管31上的亲水性的多孔薄膜(在本实施例是为UF膜)，且前述亲水性薄膜32与该中央管31形成连通，使透析入前述亲水性薄膜32内的水液能汇送至该中央管31中(该第一过滤装置30的亲水性薄膜32与中央管31的结构与中国台湾专利公告编号第1318133号发明专利相类似，在此就不再多加赘述)。步骤C 利用外部的一加压泵浦33驱动废水，使辅助脱色后的废水通过该第一过滤装置30的亲水性薄膜32过滤处理，以降低水液中的色度及悬浮固体含量(Suspended Solid, SS)，在此步骤中，透析过亲水性薄膜32的水液通过该中央管31而被汇送至一收集槽40中等待后续处理，此外，该前处理槽10内经过辅助脱色与过滤处理后的污泥则被排出，并经过一污泥浓缩脱水处理，浓缩脱水后的污泥则可直接排出外界掩埋，而脱水处理后的水分则再被抽送回该前处理槽10内，以形成循环处理。步骤D 将抽送至该收集槽40内，且除去大部分染整色料的水液输送至一 RO过滤单元50内，以进行RO薄膜过滤的处理程序，此时透析过RO薄膜产水端的干净水液是被汇送至一回收槽51内，以供回收再利用。步骤E 将经过RO过滤单元50所排出的浓缩废水液先加入一脱色剂后再导引入一第二过滤装置60中，在本实施例中，所添加入的脱色剂为NaOCl，从而除去浓缩废水中的残余色度，该第二过滤装置60接设在该RO过滤单元50的浓缩废水排放管路52上，并具有一承接浓缩废水的圆柱状壳体61、一垂直穿枢在该壳体61中央的产水管62，多个等间隔且水平排列的疏水性的多孔薄膜(Hydrophobic Porous Membrane)，前述疏水性薄膜63由两层的薄膜材料在边缘施以密接封合，且呈扁囊状且水平地设置在该壳体61内，并且疏水性薄膜63内部的产水侧与该产水管62相连通。步骤F 利用一微细气泡化装置70，将气体打入该第二过滤装置60的壳体61内， 以进行微细气泡化混合处理，该微细气泡化装置70具有一对应该壳体61的气体供应器71， 以对该壳体61内的浓缩废水吹送入加压气体，促使浓缩废水与气体能均勻混合成为乳白雾化状态的工作液体80，此工作液体80内的水分子会因为大量曝气而变得更细微化，相对得所产生的蒸气量将因此而提高。此外，该第二过滤单元60的产水管62会在该气体供应器71曝气的同时，利用一外部减速机(图未示)的传动下产生旋动，并一体带动套设在该产水管62外周上的疏水性薄膜63形成转动，用以增加与工作液体80的搅拌作用，除了能提高浓缩废水与气体的混合效果之外，也具有对疏水性薄膜63产生扰动的效果，以避免疏水性薄膜63表面积垢堵塞，进而提高薄膜使用周期。而呈水平排列的疏水性薄膜63亦有助于与饱合水蒸气的工作液体80的接触，以防止工作液体80内的气泡直接逸出壳体61夕卜， 降低产水效率。
步骤G 在该疏水性薄膜63的产水侧利用一负压组件90 (真空泵浦)施以负压吸引，此时由于疏水性薄膜63只允许水蒸气分子通过其表面细小的孔洞631，因此，请参阅图 6，呈高含气量的工作液体80中的水蒸气便能轻易通过该疏水性薄膜63的孔洞631，从而分离工作液体80中的水分子与固体悬浮微粒，而通过疏水性薄膜63的水蒸气在产水侧便会被冷凝(可通过在产水管62中导入冷空气)成水体，并在该负压组件90唧引之下吸入该产水管62中，进而获得符合排放标准的放流水，此放流水可直接以由产水管62排出，或另外抽送至一容器64内作储置利用。步骤H 必要时，对产出放流水后的污泥通过一蒸发罐100进行蒸馏脱水处理，使脱水后的干燥污泥能直接进行掩埋处理。依据上述第一实施例的本发明废水回收处理方法及其系统，本发明在步骤F时， 对浓缩废水进行微细气泡化混合时，所泵送入的加压气体经过一预加热装置110的预先高温加热，使混合后的工作液体80具有一定的温度，在本实施例中，工作液体80的加热温度是以摄氏30°C 60°C为最佳，一方面配合疏水性薄膜63的耐热操作温度条件，另一方面也能加速工作液体80内水蒸气的产生，使得放流水的产出能大幅地增加。因此，本发明先利用吸附剂20来辅助对于染整废水的脱色与过滤，然后以亲水性薄膜进行RO膜的前置过滤，降低RO膜污堵与结垢的情形，且经过RO处理所排出的浓缩废水经过微细气泡处理后，再利用疏水性薄膜进行固液分离，使得放流水的色度、BOD与COD 值皆能达到目前排放标准，而采用疏水性薄膜加上旋转方式亦能有效地延长操作周期，使浓缩污水中的水分能被排出，不仅快速有效率，且能降低加药与操作成本。如上所述，相较于以往废水处理方法的问题，本发明涉及的废水回收处理方法及其系统，具有以下功效及优点
一、本发明在RO薄膜过滤程序前，先利用吸附剂20来辅助对于染整废水的脱水与过滤，然后以亲水性薄膜32进行RO膜的前置过滤，能降低RO膜污堵与结垢的情形，再将工作液体80经过疏水性薄膜63的处理后，便能产出放流水，故能提高染整废水的回收处理效率。二、本发明将原本不能再处理的RO浓缩废水，先经过微细气泡化处理之后，而形成带有高浓度饱合水蒸气的工作液体80，并通过疏水性薄膜63的设置，而使工作液体80中的水蒸气能轻易地通过疏水性薄膜，如此一来，便能将原本浓缩废水中的水液与固体分离， 以产生二次脱色与过滤效果的高级化处理，使放流水能真正地达成排放标准。三、本发明所采用的微细气泡化处理搭配疏水性薄膜63，加上疏水性薄膜63同步旋转的动作，使得第二过滤装置60内的疏水性薄膜63不易积垢，而打入浓缩废水内的气体，更对于工作水体形成强烈的扰动效果，防止膜面的产生污堵与浓度极化现象的问题，更能延长操作的使用寿命性，降低成本。四、由于工作液体80的水分可在第二过滤装置60的处理下，产生脱水效果，因此由第二过滤装置60所排出的污泥水分含量低，可大幅降低后续蒸馏处理的时间与成本，且本发明只需要在浓缩废水中加入少量的脱色剂来进行残余脱色，所以可以降低加药成本， 减少余氯的环境毒害问题。上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
权利要求
1.一种废水回收处理方法，其特征在于，包含以下步骤步骤A 将废水唧引入一前处理槽内；步骤B 在该前处理槽内加入一吸附剂，使该吸附剂与废水进行快速混合，以辅助对于废水的脱色及过滤，该前处理槽内具有一第一过滤装置，该第一过滤装置包含有至少一亲水性的多孔薄膜；步骤C:使辅助脱色后的废水通过该第一过滤装置的过滤处理，以降低废水中的色度及悬浮固体含量；步骤D 将通过该第一过滤装置过滤处理后的水液输送至一 RO过滤单元内，并施以进行RO薄膜过滤程序，使透析过RO薄膜的净水汇送至一回收槽内，以供再利用；步骤E 将经过RO过滤单元所排放出的浓缩废水再导引入一第二过滤装置中，该第二过滤装置包含有至少一疏水性的多孔薄膜；步骤F 对该第二过滤装置内的浓缩废水施以微细气泡化混合处理，使浓缩废水与气体能均勻混合成乳白雾化状态的工作液体；以及步骤G 在该疏水性薄膜的产水侧施以负压吸引，使高含气量的工作液体中的水蒸气能轻易地通过该疏水性薄膜，藉以除去工作液体中的残余色度及悬浮微粒，以获得符合排放标准的放流水。
2.如权利要求1所述的一种废水回收处理方法，其特征在于在步骤B中，在该前处理槽中所添加的吸附剂为硅藻土、活性碳或沸石粉末。
3.如权利要求1所述的一种废水回收处理方法，其特征在于在步骤E之前，还具有在经过RO薄膜过滤处理后的浓缩废水中，添加入脱色剂。
4.如权利要求1所述的一种废水回收处理方法，其特征在于在步骤G后，还具有对产出放流水后的高浓度污泥通过一脱水处理的步骤。
5.如权利要求1所述的一种废水回收处理方法，其特征在于在步骤F中，在对浓缩废水进行微细气泡化混合时，所泵送入的气体是经过预先高温加热，使混合后的工作液体具有一定温度，该工作液体的加热温度为摄氏30 600C。
6.如权利要求5所述的一种废水回收处理方法，其特征在于在步骤G，还具有对通过该疏水性薄膜的水蒸气分子施以冷凝处理，以使水蒸气凝结成放流水的作业程序。
7.一种废水回收处理系统，包含一前处理槽、一第一过滤装置、一 RO过滤单元、一第二过滤装置和一微细气泡化装置，其特征在于该前处理槽，用以容装预定容量的废水；该第一过滤装置，装设在该前处理槽内，具有一水平设置的中央管和多个水密地套穿在该中央管上的亲水性的多孔薄膜，且前述亲水性薄膜与该中央管形成连通，并使透析入前述亲水性薄膜内的水液能汇送至该中央管中；该RO过滤单元，接设在该第一过滤装置的中央管出水端；该回收槽，设置在该RO过滤单元一侧，用以将通过该RO过滤单元的干净水液汇集回收再利用；该第二过滤装置，接设在该RO过滤单元的浓缩废水排放管路上，该第二过滤装置具有一承接浓缩废水的壳体、一垂直穿枢在该壳体中央的产水管，及多个等间隔且水平排列的疏水性的多孔薄膜；该微细气泡化装置，装设在该第二过滤装置的侧边，具有一对应该壳体的气体供应器， 以对该壳体内的浓缩废水泵送入加压气体，促使浓缩废水成为乳白雾化状态的工作液体。
8.如权利要求7所述的一种废水回收处理系统，其特征在于该第一过滤装置的亲水性薄膜为UF薄膜。
9.如权利要求7所述的一种废水回收处理系统，其特征在于还包含有一预加热装置， 其使混合后的工作液体具有一定的温度。
10.如权利要求7所述的一种废水回收处理系统，其特征在于还包含有一负压组件， 该负压组件与该第二过滤装置的产水管连通，以对于疏水性薄膜产水侧形成真空吸力。
全文摘要
本发明涉及一种废水回收处理方法及其系统，其是在废水中先加入吸附剂进行辅助脱色与过滤，再将废水利用一具有亲水性薄膜的第一过滤装置进行过滤，接着再将通过亲水性薄膜的水液进行RO滤膜的过滤处理，而形成回收水及浓缩废水，浓缩废水再导入一具有疏水性薄膜的第二过滤装置中，然后再对第二过滤装置内的浓缩废水进行微细气泡化处理，让浓缩废水变成乳白雾状的高含气量工作液体，进而使工作液体中的水蒸气能轻易地通过疏水性薄膜，以获得符合排放标准的放流水。
文档编号C02F1/44GK102557284SQ20101060701
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者杨志中 申请人:杨志中