TWI398412B - Process and apparatus for treating waste liquid containing inorganic salt - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種含有無機鹽之廢液之處理方法及裝置，其係用以處理工廠排水或滲出水等含有無機鹽之廢液者。
處理包含有硫酸鈉(芒硝)或氯化鈉等各種無機鹽之廢液之方法迄今已知的是使用電透析裝置而自廢液回收酸及鹼之方法，舉例言知，於專利文獻1中揭示有一種方法，其係在將硫酸鹽之鹼性廢液進行脫鹼處理後供給至離子交換膜電透析裝置，藉此，抑制電透析裝置之陰離子交換膜之劣化。
[專利文獻1]日本專利第3015486號公報
然而，於專利文獻1中所揭示之處理方法係由於用以將廢液供給至電透析裝置之前處理仍是藉由使用離子交換膜電透析裝置之脫鹼處理來進行，因此會有無法避免於前處理中所使用的離子交換膜劣化之問題。
又，由於氯離子、硝酸離子、氫氟酸離子等難以藉由習知前處理來去除之雜質，在所回收的硫酸中會混入鹽酸、硝酸、氫氟酸等，且容易變成腐蝕性高的酸，因此，若由維持耐蝕性之觀點來看，則亦具有設備之材料成本或經常成本提高之問題。
故，本發明之目的係提供一種含有無機鹽之廢液之處理方法及裝置，其係可充分地去除包含於含有無機鹽之廢液中的雜質，且以低成本回收高品質的酸及鹼。
本發明之前述目的可藉由下述含有無機鹽之廢液之處理方法來達成，即，包含有：去除雜質步驟，係自含有無機鹽之廢液去除雜質者；及回收步驟，係藉由電透析，將前處理後之廢液分離成酸溶液及鹼溶液而進行回收者，又，前述去除雜質步驟包含有：鹽分離步驟，係將包含於廢液中的無機鹽進行晶析分離者；及溶解步驟，係生成業已分離之無機鹽之溶液者，又，前述回收步驟係對藉由前述溶解步驟所生成之溶液進行電透析。
該含有無機鹽之廢液之處理方法宜進一步地包含有濃縮步驟，且該濃縮步驟係將藉由前述鹽分離步驟所生成之濾液蒸發濃縮者，又，前述鹽分離步驟宜包含有將殘留於濃縮後之濾液中的無機鹽進行晶析分離之步驟。再者，前述濃縮步驟宜包含有將業已藉由前述回收步驟分離酸溶液及鹼溶液之稀鹽溶液蒸發濃縮之步驟。
又，本發明之前述目的可藉由下述含有無機鹽之廢液之處理裝置來達成，即，包含有：去除雜質裝置，係自含有無機鹽之廢液去除雜質者；及電透析裝置，係藉由電透析，將前處理後之廢液分離成酸溶液及鹼溶液而進行回收者，又，前述去除雜質裝置包含有：晶析裝置，係將包含於廢液中的無機鹽析出者；鹽分離裝置，係將業已析出之無機鹽與濾液分離者；溶解槽，係生成業已分離之無機鹽之溶液者；及濃縮裝置，係將藉由前述鹽分離裝置所生成之濾液蒸發濃縮者，又，構成為將藉由前述濃縮裝置所生成之濃縮後之濾液供給至前述晶析裝置。
若藉由本發明，則可提供一種含有無機鹽之廢液之處理方法及裝置，其係可充分地去除包含於含有無機鹽之廢液中的雜質，且以低成本回收高品質的酸及鹼。
以下參照附圖說明本發明之實施形態。第1圖係顯示有關本發明一實施形態的含有無機鹽之廢液之處理裝置的概略構造圖。該處理裝置1包含有：去除雜質裝置10，係自含有無機鹽之廢液去除雜質者；及電透析裝置20，係藉由電透析，將前處理後之廢液分離成酸溶液及鹼溶液而進行回收者。
去除雜質裝置10包含有：前處理裝置11，係具有捕捉包含於廢液中的懸浮物質(SS成分)之過濾器而進行中和或過濾等操作者；晶析裝置12，係將業已通過前處理裝置之廢液進行晶析而析出無機鹽之結晶者；鹽分離裝置13，係將業已析出之無機鹽與濾液分離者；溶解槽14，係生成業已分離之無機鹽之溶液者；及濃縮裝置15，係將藉由鹽分離裝置13所生成之濾液蒸發濃縮者，又，業已藉由濃縮裝置15濃縮之濾液係再度地供給至晶析裝置12。
於本實施形態中，晶析裝置12係使用冷卻晶析裝置，且該冷卻晶析裝置係藉由冷卻晶析罐，將所供給的廢液進行冷卻而析出為目標之無機鹽之結晶，然而，只要是析出純度高之結晶的晶析方法即可，舉例言之，可使用蒸發晶析裝置、再結晶裝置等。
鹽分離裝置13係構成為自業已析出無機鹽之廢液的漿液將結晶進行離心分離，且無機鹽之結晶係供給至溶解槽14。溶解槽14係將所供給的無機鹽之結晶溶解於水中，以構成所期望之濃度而生成無機鹽之溶液，並供給至電透析裝置20。
另一方面，業已藉由鹽分離裝置13分離無機鹽之濾液係供給至濃縮裝置15。濃縮裝置15可使用於減壓下將濾液散佈至加熱流體通過內部之複數傳熱管之表面而使其加熱蒸發的公知蒸發濃縮裝置，並將少量地包含於濾液中的無機鹽濃縮。濃縮後之濾液係再度地供給至晶析裝置12，然而，由於包含有雜質，因此將一部分作成醋酸鋁溶液而排出，且該排出比例可藉由閥開度之調整而設定為所期望之值。
電透析裝置20可使用：具有陽離子交換膜、雙極膜及陰離子交換膜之單元於陽極與陰極間複數積層的三室單元方式之雙極膜電透析裝置等公知者，且於藉由陽離子交換膜及陰離子交換膜所形成的脫鹽室導入無機鹽之溶液。又，於藉由陽離子交換膜及雙極膜所形成的鹼室與藉由雙極膜及陰離子交換膜所形成的酸室分別導入水，且自鹼室及酸室分別回收鹼溶液及酸溶液。於脫鹽室中的脫鹽後之稀鹽溶液係供給至濃縮裝置15。
其次，說明具有前述構造的含有無機鹽之廢液之處理裝置1的作用。本實施形態之處理裝置1適合用來處理含有鹽酸、硫酸、氫氟酸、磷酸等強酸與鉀、鈉等鹼金屬或鹼土金屬之無機鹽的工廠排水或滲出水等廢液，以下以含有硫酸鈉(芒硝)作為無機鹽之廢液之處理為例來進行說明。
業已供給至去除雜質裝置10之廢液係於通過前處理裝置11時去除懸浮物質(SS成分)後，導入晶析裝置12。於晶析裝置12中，利用飽和溶解度或溶解度之溫度依存性依據鹽的不同而不同之情形，而僅將目標之鹽結晶析出，於本實施形態中，乃利用氯化鈉之溶解度之溫度依存性小於含水芒硝者之情形。即，藉由冷卻至供給濃度中的氯化鈉之析出溫度以上、含水芒硝之析出溫度以下，而僅析出含水芒硝。又，其他微量雜質係於溶液側溶解，藉此，可提升結晶純度。依此，析出硫酸鈉之結晶且廢液構成漿液狀，同時該廢液係於鹽分離裝置13中固液分離。
業已藉由鹽分離裝置13分離之硫酸鈉之結晶係於溶解槽14中溶解於純水中而構成溶液，並供給至電透析裝置20。由於該溶液係經由晶析裝置12及鹽分離裝置13而提高溶解鹽之純度，因此可將所生成之酸溶液及鹼溶液(即，硫酸溶液及苛性鈉溶液)作成高品質者，且可回收業已充分提高濃度之有價值的酸及鹼。又，藉由充分地降低包含於溶液中的氯離子、硝酸離子、氟離子等雜質，可抑制材料腐蝕之問題，並大幅地改善回收設備之期初成本、經常成本，因此酸及鹼的回收效益大。
另一方面，藉由鹽分離裝置13所生成之濾液係供給至濃縮裝置15而蒸發濃縮後，再度地供給至晶析裝置12，藉此，少量地殘留於濾液中的硫酸鈉會濃縮而於容易析出之狀態下再度地進行晶析，因此可提高電透析裝置20中的酸溶液及鹼溶液之回收率。藉由濃縮裝置15所生成之蒸氣可作成冷凝水而回收。
藉由利用濃縮裝置15反覆濃縮濾液，由於雜質亦與硫酸鈉(含水芒硝)同時地濃縮，因此，於藉由鹽分離裝置13所生成之結晶鹽中容易混入雜質，且有所回收的酸、鹼品質降低之虞。此時，連續地進行對晶析裝置12之廢液之供給，並將藉由濃縮裝置15所生成之濃縮液之一部分作成醋酸鋁溶液而朝外部連續地排出，藉此，可抑制供給至晶析裝置12之濃縮液的雜質濃度之增加。醋酸鋁溶液之排出量越多，所回收的酸、鹼品質會越高，但另一方面回收率會降低，因此，宜監測濾液中的雜質濃度等而適當地調整醋酸鋁溶液之排出量。
業已供給至電透析裝置20之硫酸鈉之溶液係於通過脫鹽室時，大部分會作成酸溶液及鹼溶液而回收，然而，於自脫鹽室排出之液中亦會少量地含有硫酸鈉。該稀鹽溶液係與藉由鹽分離裝置13所生成之濾液同時地供給至濃縮裝置15而蒸發濃縮，藉此，可藉由鹽分離裝置13再度地析出硫酸鈉，且可進一步地提高酸及鹼之回收率。
1．．．處理裝置
10．．．去除雜質裝置
11．．．前處理裝置
12．．．晶析裝置
13．．．鹽分離裝置
14．．．溶解槽
15．．．濃縮裝置
20．．．電透析裝置
第1圖係顯示有關本發明一實施形態的含有無機鹽之廢液之處理裝置的概略構造圖。
1．．．處理裝置
10．．．去除雜質裝置
11．．．前處理裝置
12．．．晶析裝置
13．．．鹽分離裝置
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15．．．濃縮裝置
20．．．電透析裝置
Claims (4)
- 一種含有無機鹽之廢液之處理方法，包含有：去除雜質步驟，係自含有無機鹽之廢液去除雜質者；及回收步驟，係藉由電透析，將前處理後之廢液分離成酸溶液及鹼溶液而進行回收者，前述處理方法之特徵在於，前述去除雜質步驟包含有：鹽分離步驟，係將包含於廢液中的無機鹽進行晶析分離者；及溶解步驟，係生成業已分離之無機鹽之溶液者，又，前述回收步驟係對藉由前述溶解步驟所生成之溶液進行電透析。
- 如申請專利範圍第1項之含有無機鹽之廢液之處理方法，其更包含有濃縮步驟，且該濃縮步驟係將藉由前述鹽分離步驟所生成之濾液蒸發濃縮者，又，前述鹽分離步驟包含有將殘留於濃縮後之濾液中的無機鹽進行晶析分離之步驟。
- 如申請專利範圍第2項之含有無機鹽之廢液之處理方法，其中前述濃縮步驟包含有將業已藉由前述回收步驟分離之酸溶液及鹼溶液之稀鹽溶液蒸發濃縮之步驟。
- 一種含有無機鹽之廢液之處理裝置，包含有：去除雜質裝置，係自含有無機鹽之廢液去除雜質者；及電透析裝置，係藉由電透析，將前處理後之廢液分離成酸溶液及鹼溶液而進行回收者，前述處理方法之特徵在於，前述去除雜質裝置包含有：晶析裝置，係將包含於廢液中的無機鹽析出者；鹽分離裝置，係將業已析出之無機鹽與濾液分離者；溶解槽，係生成業已分離之無機鹽之溶液者；及濃縮裝置，係將藉由前述鹽分離裝置所生成之濾液蒸發濃縮者，又，構成為將藉由前述濃縮裝置所生成之濃縮後之濾液供給至前述晶析裝置。
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