[发明专利]含氨废水的回收处理方法及其设备

说明书

技术领域

本发明是有关于一种废水（waste water）的回收处理方法及其设备，且特别是有关于一种含氨（ammonia）废水的回收处理方法及其设备。

背景技术

随着气候变迁日益剧烈，全球各地发生涝灾与旱灾的机率也逐渐升高，进而导致越来越不容易有效地保存与利用人类生存所不可或缺的干净水资源。更重要的是，全球人口数量急速成长与工业科技的迅速发展，导致人类对于环境污染日益严重，更使得水资源的保存与利用问题越来越恶化。因此，如何能够有效地回收工业废水（industrial waste water）中的污染物质，以降低污染物质对于环境的污染，已逐渐成为世界各国政府亟待解决的问题之一。

含有高浓度氨（ammonia,化学式为NH3，俗称为氨气或者是无水氨，anhydrous ammonia）的特殊废水常见于光电半导体（optoelectronic semiconductor）、石油炼制（petroleum refining）、炼焦（coking）、肥料（fertilizer）、钢铁（iron and steel）和食品（foodstuff）等工业的制程废水。高浓度氨具有腐蚀性（corrosiveness）、对于水生生物具有毒性并且对人体具有致癌性（carcinogenicity）及致基因突变性（mutagenic）等特性。因此，部分国家已经立法，或者是倾向于立法，来限制废水中的含氮量。

目前市场上通常是利用生物厌氧处理制程（biological anaerobic treatment process）来对含氨废水进行脱氮（denitrifacation）。然而，传统生物厌氧处理制程的脱氮效率并不高。因此，亟需提供能够更有效处理含氨废水的设备与方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种含氨废水的回收处理方法以及一种含氨废水的回收处理设备，以提高含氨废水的回收效率。

本发明提供一种含氨废水的回收处理方法，其包括下列步骤。首先，在含氨废水中加入第一酸性溶剂（acid solvent），以形成酸性废水（acid waste water）。接着，再利用反渗透膜（reverse osmosis membrane,RO membrane）将酸性废水离析为高浓度废水以及低浓度废水。然后，在高浓度废水中加入第一碱性溶剂（alkaline solvent），以在高浓度废水中生成氨气（ammonia gas）。之后，再利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物（ammonium compound），以回收铵化合物。

在本发明的实施例中，上述的含氨废水的成分还包含过氧化氢（hydrogen peroxide,化学式为H₂O₂，俗称双氧水），并且在将第一酸性溶剂加入含氨废水中之前，还包括利用催化剂（catalyst）去除含氨废水中的过氧化氢。其中，催化剂可为活性碳（activated carbon fibers,ACF）、二氧化锰（manganese dioxide,化学式为MnO₂）或者是铁锰砂（manganese ore）。而且，在利用催化剂去除含氨废水中的过氧化氢之前，还可在含氨废水中加入第二碱性溶剂，以使含氨废水的pH值（酸碱值，pH value）高于8.5。其中，含氨废水、第一碱性溶剂与第二碱性溶剂的成分皆可包含钠离子（sodium ion,化学式为Na⁺）与钾离子（potassium ion,化学式为K⁺）至少其中之一。

在本发明的实施例中，在上述利用第二酸性溶剂与氨气反应而生成铵化合物的步骤之前，还包括利用分离装置（stripping device）从高浓度废水中分离出氨气的步骤。其中，分离装置可为用来进行薄膜分离法（membrane stripping）的疏水性交换膜（hydrophobicity membrane）或者是分离塔（stripping column）至少其中之一。而且，在上述利用分离装置从高浓度废水中分离出氨气之前，还可包括利用过滤器（filter）过滤高浓度废水中的杂质的步骤。