TWI766660B - 廢水處理系統及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

一種廢水處理系統及其清洗方法。在廢水處理系統系統中，第一電極與第二電極分別設置於廢水室的相對兩側。酸液室設置於廢水室與第一電極之間。鹼液室設置於廢水室與第二電極之間。酸液供應裝置通過第一管道與酸液室連通且通過第二管道與鹼液室連通。鹼液供應裝置通過第三管道與鹼液室連通且通過第四管道與酸液室連通。控制裝置與第一至第四管道耦接。電源供應裝置與第一電極以及第二電極電性連接。電源供應裝置提供正電壓至第二電極以及提供負電壓至第一電極。控制裝置將第一管道關閉使得酸液供應裝置通過第二管道將酸液提供至鹼液室中，且將第三管道關閉使得鹼液供應裝置通過第四管道將鹼液提供至酸液室中。

Description

廢水處理系統及其清洗方法

本揭露是有關於一種廢水處理系統及其清洗方法。

在現有的廢水處理系統中，電透析(electrodialysis，ED)裝置可將廢水中的鹽類轉變成酸液與鹼液，以達到資源回收以及減少環境污染的目的。

在傳統的雙極膜電透析裝置中，酸液室、廢水室以及鹼液室依序排列。在廢水處理的過程中，酸液室中的酸離子與鹼液室中的鹼離子的濃度會隨時間而增加，而廢水室中的酸離子與鹼離子的濃度則越來越低。此外，廢水中所含有的有機化合物、鈣離子、鎂離子等會受電場的影響而各自往正極與負極移動。一般來說，有機化合物具有負電荷，且由於其分子量與分子半徑較大，因此在朝向酸液室移動時容易附著在陰離子交換膜上而形成有機物污堵(organic fouling)。鈣離子與鎂離子具有正電荷，因此在朝向鹼液室移動時容易在陽離子交換膜上產生無機物結垢(inorganic scaling)。此時，整個廢水處理系統的阻抗增加，導致 處理效能降低以及能耗增加，且在長期操作下會導致陰離子交換膜以及陽離子交換膜產生永久性的損壞。

本揭露提供一種廢水處理系統及其清洗方法，其中在進行清洗處理的過程中，電源供應裝置提供正電壓至第二電極以及提供負電壓至第一電極，酸液供應裝置將酸液提供至鹼液室中，且鹼液供應裝置將鹼液提供至酸液室中。

本揭露的廢水處理系統包括廢水室、第一電極、第二電極、酸液室、鹼液室、酸液供應裝置、鹼液供應裝置、控制裝置以及電源供應裝置。所述廢水室接收廢水。所述第一電極與所述第二電極分別設置於所述廢水室的相對兩側。所述酸液室設置於所述廢水室與所述第一電極之間。所述鹼液室設置於所述廢水室與所述第二電極之間。所述酸液供應裝置通過第一管道與所述酸液室連通且通過第二管道與所述鹼液室連通。所述鹼液供應裝置通過第三管道與所述鹼液室連通且通過第四管道與所述酸液室連通。所述控制裝置與所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道以及所述第四管道耦接，以分別控制所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道以及所述第四管道的開啟與關閉。所述電源供應裝置與所述第一電極以及所述第二電極電性連接。所述電源供應裝置提供正電壓至所述第二電極以及提供負電壓至所述第一電極，所述控制裝置將第一管道關閉使得所述酸液供應裝置通過 所述第二管道將所述酸液提供至所述鹼液室中，且所述控制裝置將所述第三管道關閉使得所述鹼液供應裝置通過所述第四管道將所述鹼液提供至所述酸液室中。

本揭露的廢水處理系統的清洗方法適於在廢水處理後清洗上述的廢水處理系統，其包括以下步驟。通過所述電源供應裝置將正電壓提供至所述第二電極以及將負電壓提供至所述第一電極。通過所述控制裝置將所述第一管道與所述第三管道關閉以及將所述第二管道與所述第四管道開啟。使用所述酸液供應裝置將所述酸液通過所述第二管道提供至所述鹼液室中。使用所述鹼液供應裝置將所述鹼液通過所述第四管道提供至所述酸液室中。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖作詳細說明如下。

10、20、30、40:廢水處理系統

100:廢水室

102:酸液供應裝置

102a、102b、104a、104b:管道

104:鹼液供應裝置

105:電源供應裝置

106、108、110、112:閥門

114:控制裝置

116:壓力偵測裝置

118:電流偵測裝置或電壓偵測裝置

400、402:電極組

A:酸液室

B:鹼液室

BM1、BM2:雙極膜

E1、E2、E3、E4、E5、E6:電極

M1:陰離子交換膜

M2:陽離子交換膜

圖1為本揭露的第一實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。

圖2為本揭露的第二實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。

圖3為本揭露的第三實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。

圖4為本揭露的第四實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。

圖5為本揭露的廢水處理系統的離子轉化率與時間的關係圖。

圖6為本揭露的第一實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。

圖7為本揭露的第二實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。

圖8為本揭露的第三實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。

圖9為本揭露的第四實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。

下文列舉實施例並配合附圖來進行詳細地說明，但所提供的實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍。此外，附圖僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為了方便理解，在下述說明中相同的元件將以相同的符號標示來說明。

關於本文中所提到「包含」、「包括」、「具有」等的用語均為開放性的用語，也就是指「包含但不限於」。

當以「第一」、「第二」等的用語來說明元件時，僅用於將這些元件彼此區分，並不限制這些元件的順序或重要性。因此，在一些情況下，第一元件亦可稱作第二元件，第二元件亦可稱作第一元件，且此不偏離本揭露的範疇。

在本揭露的實施例中，廢水處理系統在長時間使用電透析的方式將廢水中的鹽類製成酸液與鹼液之後，可不需停機而能夠直接對離子交換膜進行清洗處理，以清除陰離子交換膜與陽離子交換膜上所形成的有機物污堵以及無機物結垢。如此一來，可 有效地降低離子交換膜的受損機會，且可縮短清洗時間以及減少清洗成本。以下將對本揭露實施例的廢水處理系統及其清洗方法作詳細說明。

圖1為本揭露的第一實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。請參照圖1，廢水處理系統10包括廢水室100、第一電極E1、第二電極E2、酸液室A、鹼液室B、酸液供應裝置102、鹼液供應裝置104、電源供應裝置105以及控制裝置114。廢水室100用以接收含有鹽類、無機物、有機化合物等的廢水。第一電極E1與第二電極E2分別設置於廢水室100的相對兩側。電源供應裝置105與第一電極E1以及第二電極E2電性連接，以對第一電極E1以及第二電極E2提供電壓。當電源供應裝置105對第一電極E1施加正電壓且對電極E2施加負電壓時，第一電極E1作為正極而第二電極E2作為負極，可使廢水中的鹽類的陰離子以及通常具有負電荷的有機化合物受第一電極E1吸引朝向第一電極E1移動，以及使廢水中的鹽類的陽離子受第二電極E2吸引朝向第二電極E2移動。藉此，可使廢水中的鹽類濃度降低，達到廢水處理的目的。在一實施例中，在廢水處理的過程中，施加的電壓例如介於1V至30V之間，電流密度例如介於10mA/cm²至100mA/cm²之間。如此一來，廢水中的鹽類濃度降低而達到廢水處理的目的。

酸液室A設置於廢水室100與第一電極E1之間。酸液室A用以接收酸液供應裝置102所提供的酸液以及來自廢水室100的陰離子。在本實施例中，酸液室A與廢水室100之間的界面為 陰離子交換膜M1。在本實施例中，酸液室A的鄰近第一電極E1的室壁為雙極膜BM1。如此一來，在廢水處理的過程中，廢水中的鹽類的陰離子受第一電極E1吸引朝向第一電極E1移動，穿過陰離子交換膜M1而進入酸液室A中，與雙極膜BM1的氫離子形成酸液。在酸液室A中，來自酸液供應裝置102所提供的酸液的陰離子與來自雙極膜BM1的氫離子形成酸液。酸液室A中所製成的酸液的濃度隨著廢水處理的時間增加而上升，直到到達所需的酸液濃度。此時，可自酸液室A接收製成的酸液而達到廢水再利用的目的。

在本實施例中，酸液供應裝置102通過第一管道102a與酸液室A連通，且通過第二管道102b與鹼液室B連通。詳細地說，在本實施例中，第一閥門106可設置於第一管道102a中，而第二閥門108可設置於第二管道102b中。因此，當廢水處理系統10進行廢水處理時，開啟第一閥門106並關閉第二閥門108，使得酸液供應裝置102能夠通過第一管道102a而將酸液提供至酸液室A中，且藉由將第二管道102b關閉而避免將酸液提供至鹼液室B中。

類似地，鹼液室B設置於廢水室100與第二電極E2之間。鹼液室B用以接收鹼液供應裝置104所提供的鹼液以及來自廢水室100的陽離子。在本實施例中，鹼液室B與廢水室100之間的界面為陽離子交換膜M2。在本實施例中，鹼液室B的鄰近第二電極E2的室壁為雙極膜BM2。如此一來，在廢水處理的過程中，廢水中的鹽類的陽離子受第二電極E2吸引朝向第二電極E2 移動，穿過陽離子交換膜M2而進入鹼液室B中，與雙極膜BM2的氫氧離子形成鹼液。鹼液室B中所製成的鹼液濃度隨著廢水處理的時間增加而上升，直到到達所需的鹼液濃度。此時，可自鹼液室B接收製成的鹼液而達到廢水再利用的目的。

在本實施例中，鹼液供應裝置104通過第三管道104a與鹼液室B連通，且通過第四管道104b與酸液室A連通。詳細地說，在本實施例中，第三閥門110可設置於第三管道104a中，而第四閥門112可設置於第四管道104b中。因此，當廢水處理系統10進行廢水處理時，開啟第三閥門110並關閉第四閥門112，使得鹼液供應裝置104能夠通過第三管道104a而將鹼液提供至鹼液室B中，且藉由將第四管道104b關閉而避免將鹼液提供至酸液室A中。

在本實施例中，控制裝置114可與第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112耦接，以分別控制第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112的開啟與關閉，但本揭露不限於此。

此外，在本實施例中，藉由設置於各管道中的閥門來控制酸液與鹼液的傳送，但本揭露不限於此。在其他實施例中，酸液供應裝置102可與一個管道連通，且可藉由控制裝置114或其他適合的轉換裝置將管道切換為連通至酸液室A或鹼液室B。同樣地，鹼液供應裝置104可與一個管道連通，且可藉由控制裝置114或其他適合的轉換裝置將管道切換為連通至酸液室A或鹼液室B。

在廢水處理系統10對廢水進行處理一段時間之後，廢水中的具有負電荷的有機化合物在朝向正極移動時因分子量與分子半徑較大而無法穿過陰離子交換膜M1，導致有機物污堵形成在陰離子交換膜M1上。此外，廢水中的陽離子在朝向負極移動時則容易在陽離子交換膜M2上產生無機物結垢。因此，廢水處理系統10需要進行清洗處理來移除有機物污堵以及無機物結垢，以確保陰離子交換膜M1與陽離子交換膜M2的效能。此時，對於傳統的廢水處理系統來說，需要將廢水處理系統停機，將酸液同時通入酸液室與鹼液室中來進行酸洗，以及將鹼液同時通入酸液室與鹼液室中來進行鹼洗。如此一來，將造成酸液與鹼液的大量耗損，且清洗時間也因此增加。

因此，在本實施例中，在廢水處理系統對廢水進行處理一段時間之後，不需要進行停機即可直接進行清洗處理，因此可有效地提高廢水處理系統的效率。此外，在清洗過程中不需將酸液同時通入酸液室與鹼液室中以及不需將鹼液同時通入酸液室與鹼液室中，因此可避免酸液與鹼液的大量耗損。

圖6為本揭露的第一實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。請參照圖6，在步驟S600中，通過電源供應裝置105將正電壓提供至第二電極E2以及將負電壓提供至第一電極E1。相較於廢水處理，此時第二電極E2作為正極而第一電極E1作為負極，因此步驟S600可視為「倒極」步驟。在步驟S602中，通過控制裝置114將第一管道102a與第三管道104a關閉以及將第 二管道102b與第四管道104b開啟。此時，酸液供應裝置102將酸液通過第二管道102b提供至鹼液室B中，且鹼液供應裝置104將鹼液通過第四管道104b提供至酸液室A中。在本實施例中，步驟S602接續在步驟S600之後進行，但本揭露不限於此。在其他實施例中，步驟S600可接續在步驟S602之後進行，或者步驟S600與步驟S602可同時進行。

詳細地說，在廢水處理系統10對廢水進行處理一段時間之後，可在不停機的情況下對廢水處理系統10進行清洗處理。此時，電源供應裝置105改變為對第一電極E1施加負電壓且對第二電極E2施加正電壓。在一實施例中，可採用人為的方式對電源供應裝置105進行切換，對第一電極E1施加負電壓且對第二電極E2施加正電壓。在另一實施例中，電源供應裝置105可與控制裝置114或另一個控制裝置耦接，以藉由控制裝置來對電源供應裝置105進行切換。此外，關閉第一閥門106並開啟第二閥門108，使得酸液供應裝置102能夠通過第二管道102b而將酸液提供至鹼液室B中，且藉由將第一管道102a關閉而避免將酸液提供至酸液室A中。同時，關閉第三閥門110並開啟第四閥門112，使得鹼液供應裝置104能夠通過第四管道104b而將鹼液提供至酸液室A中，且藉由將第三管道104a關閉而避免將鹼液提供至鹼液室B中。在本實施例中，藉由控制裝置114來進行第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112的控制。

如此一來，對第一電極E1施加負電壓以及對第二電極 E2施加正電壓，鹼液被輸送至酸液室A中，且酸液被輸送至鹼液室B中。在此情況下，酸液室A中的來自鹼液的氫氧根離子受第二電極E2吸引朝向廢水室100移動，而鹼液室B中的來自酸液的氫離子受第一電極E1吸引朝向廢水室100移動。當氫氧根離子受電極E2吸引而穿過陰離子交換膜M1時，可使附著在陰離子交換膜M1上有機物污堵脫落。此外，當氫離子受電極E1吸引而穿過陽離子交換膜M2時，可使產生在陽離子交換膜上的無機物結垢分解。藉此，可有效地移除有機物污堵以及無機物結垢，達到在不停機的條件下清洗陰離子交換膜M1與陽離子交換膜M2的目的。

圖2為本揭露的第二實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。在本實施例中，與第一實施例相同的構件將以相同的元件符號表示，且不再對其進行說明。請參照圖2，在本實施例中，廢水處理系統20與廢水處理系統10的差別在於：廢水處理系統20包括壓力偵測裝置116。壓力偵測裝置116設置於廢水室100的入水端，用以偵測廢水通入廢水室100時的水壓。當壓力偵測裝置116偵測出的水壓超過水壓設定值時，表示離子交換膜上存在過多的有機物污堵以及無機物結垢。此時，需要對廢水處理系統進行上述的清洗處理。在本實施例中，壓力偵測裝置116耦接至控制裝置114。如此一來，當壓力偵測裝置116偵測出的水壓超過第一水壓設定值時，控制裝置114可即時地控制第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112的開啟與關閉來進行清洗處理。在一實施例中，當壓力偵測裝置116偵測出的水壓相較於原 始水壓增加10%至50%時，開始進行清洗處理。此外，在清洗處理的過程中，當壓力偵測裝置116偵測出的水壓降低至第二水壓設定值時，控制裝置114可再次控制第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112的開啟與關閉來進行廢水處理。上述的第一水壓設定值與第二水壓設定值可視實際需求而相同或不同。

圖7為本揭露的第二實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。請參照圖7，在步驟S700中，壓力偵測裝置116偵測出的水壓超過水壓設定值。接著，進行清洗處理，如圖6中的步驟S600與步驟S602所述。

圖3為本揭露的第三實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。在本實施例中，與第一實施例相同的構件將以相同的元件符號表示，且不再對其進行說明。請參照圖3，在本實施例中，廢水處理系統30與廢水處理系統10的差別在於：廢水處理系統30包括電流偵測裝置或電壓偵測裝置118。在本實施例中，電流偵測裝置或電壓偵測裝置118設置於鄰近電源供應裝置105的位置處，用以偵測廢水處理時的電流或電壓。在另一實施例中，電流偵測裝置或電壓偵測裝置118可整合於電源供應裝置105中。當電流偵測裝置偵測出在固定電壓設定值下的電流低於電流設定值時或電壓偵測裝置偵測出在固定電流設定值下的電壓高於電壓設定值時，表示離子交換膜上存在過多的有機物污堵以及無機物結垢。此時，需要對廢水處理系統進行上述的清洗處理。在本實施例中， 電流偵測裝置或電壓偵測裝置118耦接至控制裝置114。如此一來，當電流偵測裝置偵測出在固定電壓設定值下的電流低於第一電流設定值或電壓偵測裝置偵測出在固定電流設定值下的電壓高於第一電壓設定值時，控制裝置114可即時地控制第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112的開啟與關閉來進行清洗處理。在一實施例中，當電流偵測裝置在固定電壓下偵測出的電流相較於原始電流降低10%至50%時，開始進行清洗處理。或者，在一實施例中，當電壓偵測裝置在固定電流下偵測出的電壓相較於原始電壓增加10%至50%時，開始進行清洗處理。此外，在清洗處理的過程中，當電流偵測裝置偵測出在固定電壓設定值下的電流提高至第二電流設定值或電壓偵測裝置偵測出在固定電流設定值下的電壓降低至第二電壓設定值時，控制裝置114可再次控制第一閥門106、第二閥門108、第三閥門110以及第四閥門112的開啟與關閉來進行廢水處理。上述的第一電壓/電流設定值與第二電壓/電流設定值可視實際需求而相同或不同。

圖8為本揭露的第三實施例的廢水處理系統的清洗方法的流程圖。請參照圖8，在步驟S800中，電流偵測裝置偵測出在固定電壓設定值下的電流低於電流設定值或電壓偵測裝置偵測出在固定電流設定值下的電壓高於電壓設定值。接著，進行清洗處理，如圖6中的步驟S600與步驟S602所述。

圖4為本揭露的第四實施例的廢水處理系統的方塊示意圖。在本實施例中，與第一實施例相同的構件將以相同的元件符 號表示，且不再對其進行說明。請參照圖4，在本實施例中，廢水處理系統40與廢水處理系統10的差別在於：廢水處理系統40包括第一電極組400以及第二電極組402。第一電極組400設置於雙極膜BM1的周圍，亦即第一電極組400包括分別設置於酸液室A的鄰近第一電極E1的室壁的兩側的第三電極E3與第四電極E4。第二電極組402設置於雙極膜BM2的周圍，亦即第二電極組402包括分別設置於鹼液室B的鄰近第二電極E2的室壁的兩側的第五電極E5與第六電極E6。第三電極E3位於第一電極E1與酸液室A之間，第四電極E4位於酸液室A中，第五電極E5位於第二電極E2與鹼液室B之間，第六電極E6位於鹼液室B中。電源供應裝置與第一電極E1、第二電極E2、第三電極E3、第四電極E4、第五電極E5以及第六電極E6電性連接。

詳細地說，在本實施例中，當對廢水處理系統40進行清洗處理時，電源供應裝置105除了對第一電極E1施加負電壓且對第二電極E2施加正電壓之外，電源供應裝置還對第三電極E3與第六電極E6施加正電壓，以及對第四電極E4與第五電極E5施加負電壓。如此一來，在清洗過程中，可有效地避免酸液室A中的來自鹼液的陽離子受第一電極E1吸引朝向第一電極E1移動並穿過雙極膜BM1而造成雙極膜BM1受損，以及可有效地避免鹼液室B中的來自酸液的陰離子受第二電極E2吸引朝向第二電極E2移動並穿過雙極膜BM2而造成雙極膜BM2受損。

圖9為本揭露的第四實施例的廢水處理系統的清洗方法 的流程圖。請參照圖9，在步驟S900中，通過電源供應裝置105將正電壓提供至第二電極E2、第三電極E3與第六電極E6以及將負電壓提供至第一電極E1、第四電極E4與第五電極E5。接著，進行圖6中的步驟S602。

特別一提的是，視實際需求，可將第二實施例中的壓力偵測裝置116、第三實施例中的電流偵測裝置或電壓偵測裝置118以及第四實施例中的第一電極組400與第二電極組402中的至少二種同時設置於廢水處理系統中。

以下將以實驗例來對本揭露的廢水處理系統在進行清洗處理後的效能作說明。

實驗例1

採用本揭露實施例的廢水處理系統10。於1L的2.5wt%的廢水(含有1.5%的NaCl以及0.8%的Na₂SO₄)中加入200mg/L的鈣、鎂與腐植酸(無機物結垢與有機物污堵的來源)。提供的酸液與鹼液分別為0.25L的HCl(0.2M)與0.25L的NaOH(0.2M)。正極與負極的極室液皆為0.3M的Na₂SO₄。

在7V的操作電壓下，進行廢水處理。此外，在進行廢水處理一段時間之後，進行清洗處理。施加相反的正負電場，且於酸液室中通入1wt%的NaOH以及於鹼液室中通入1wt%的HCl，以清洗離子交換膜上的無機物結垢與有機物污堵。

圖5為本揭露的廢水處理系統的離子轉化率與時間的關係圖。請參照圖5，曲線A顯示在通入廢水2.5小時內離子轉化效 率與時間的關係，曲線B顯示當的無機物結垢產生時離子轉化效率與時間的關係，曲線C顯示當的有機物污堵產生時離子轉化效率與時間的關係，曲線D顯示在進行清洗處理後離子轉化效率與時間的關係。由圖5可看出，本揭露的廢水處理系統在進行興以處理之後，離子轉化效率提升至80%，回復效果可達99%。

實驗例2

廢水含有1.5%的NaCl、0.8%的Na₂SO₄、200mg/L的鈣離子以及200mg/L的鎂離子。以定電壓操作2.0小時，進行兩批次試驗。在第一批次試驗中，在以傳統的廢水處理系統以及本揭露實施例的廢水處理系統10進行廢水處理後，廢水的導電度皆從34mS/cm下降至22mS/cm，電流值由4A降至1A。

接著，針對傳統的廢水處理系統進行清洗處理(停機，將1%的HCl同時通入酸液室與鹼液室中來進行酸洗30分鐘，以及將1%的NaOH同時通入酸液室與鹼液室中來進行鹼洗30分鐘)，以及針對本揭露實施例的廢水處理系統10進行清洗處理30分鐘(對正極室施加負電壓，對負極室施加正電壓，1%的NaOH被提供至酸液室中，且1%的HCl被提供至鹼液室中)。

之後，再次以定電壓操作對相同的廢水進行廢水處理2小時，以進行第二批次試驗。在第二批次試驗中，在以傳統的廢水處理系統進行廢水處理後，廢水的導電度僅下降至27mS/cm，而在以本揭露實施例的廢水處理系統10進行廢水處理後，廢水的導電度可下降至23mS/cm，其顯示本揭露實施例的廢水處理系統 10具有較高的回復效率(大於90%)。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為準。

10:廢水處理系統

100:廢水室

102:酸液供應裝置

102a、102b、104a、104b:管道

104:鹼液供應裝置

105:電源供應裝置

106、108、110、112:閥門

114:控制裝置

A:酸液室

B:鹼液室

BM1、BM2:雙極膜

E1:第一電極

E2:第二電極

M1:陰離子交換膜

M2:陽離子交換膜

Claims (16)

1. 一種廢水處理系統，包括：廢水室，接收廢水；第一電極與第二電極，分別設置於所述廢水室的相對兩側；酸液室，設置於所述廢水室與所述第一電極之間；鹼液室，設置於所述廢水室與所述第二電極之間；酸液供應裝置，通過第一管道與所述酸液室連通且通過第二管道與所述鹼液室連通；鹼液供應裝置，通過第三管道與所述鹼液室連通且通過第四管道與所述酸液室連通；控制裝置，與所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道以及所述第四管道耦接，以分別控制所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道以及所述第四管道的開啟與關閉；以及電源供應裝置，與所述第一電極以及所述第二電極電性連接，其中所述電源供應裝置提供正電壓至所述第二電極以及提供負電壓至所述第一電極，所述控制裝置將第一管道關閉使得所述酸液供應裝置通過所述第二管道將所述酸液提供至所述鹼液室中，且所述控制裝置將所述第三管道關閉使得所述鹼液供應裝置通過所述第四管道將所述鹼液提供至所述酸液室中，其中所述酸液室的鄰近所述第一電極的室壁為雙極膜，且所述鹼液室的鄰近所述第二電極的室壁為雙極膜。
2. 如請求項1所述的廢水處理系統，其中所述廢水室與所述酸液室之間的界面為第一離子交換膜，所述廢水室與所述鹼液室之間的界面為第二離子交換膜，所述第一離子交換膜與所述第二離子交換膜具有不同的極性。
3. 如請求項1所述的廢水處理系統，更包括：第一電極組，包括分別設置於所述酸液室的鄰近所述第一電極的室壁的兩側的第三電極與第四電極；以及第二電極組，包括分別設置於所述鹼液室的鄰近所述第二電極的室壁的兩側的第五電極與第六電極，其中所述第三電極位於所述第一電極與所述酸液室之間，所述第四電極位於所述酸液室中，所述第五電極位於所述第二電極與所述鹼液室之間，所述第六電極位於所述鹼液室中，且所述電源供應裝置與所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極、所述第四電極、所述第五電極以及所述第六電極電性連接，且所述電源供應裝置更提供正電壓至所述第三電極與所述第六電極且提供負電壓至所述第四電極與所述第五電極。
4. 如請求項1所述的廢水處理系統，更包括第一閥門、第二閥門、第三閥門以及第四閥門，其中所述第一閥門設置於所述第一管道中，所述第二閥門設置於所述第二管道中，所述第三閥門設置於所述第三管道中，所述第四閥門設置於所述第四管道中，且所述控制裝置與所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三 閥門以及所述第四閥門耦接，以分別控制所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三閥門以及所述第四閥門的開啟與關閉。
5. 如請求項1所述的廢水處理系統，更包括壓力偵測裝置，設置於所述廢水室的入水端。
6. 如請求項5所述的廢水處理系統，其中所述壓力偵測裝置耦接至所述控制裝置。
7. 如請求項1所述的廢水處理系統，更包括電流偵測裝置，設置於鄰近所述電源供應裝置的位置處或整合於所述電源供應裝置中。
8. 如請求項7所述的廢水處理系統，其中所述電流偵測裝置耦接至所述控制裝置。
9. 如請求項1所述的廢水處理系統，更包括電壓偵測裝置，設置於鄰近所述電源供應裝置的位置處或整合於所述電源供應裝置中。
10. 如請求項9所述的廢水處理系統，其中所述電壓偵測裝置耦接至所述控制裝置。
11. 一種廢水處理系統的清洗方法，適於在廢水處理後清洗如請求項1所述的廢水處理系統，所述廢水處理系統的清洗方法包括：通過所述電源供應裝置將正電壓提供至所述第二電極以及將負電壓提供至所述第一電極； 通過所述控制裝置將所述第一管道與所述第三管道關閉以及將所述第二管道與所述第四管道開啟；使用所述酸液供應裝置將所述酸液通過所述第二管道提供至所述鹼液室中；以及使用所述鹼液供應裝置將所述鹼液通過所述第四管道提供至所述酸液室中。
12. 如請求項11所述的廢水處理系統的清洗方法，其中所述廢水處理系統更包括：第一電極組，包括分別設置於所述酸液室的鄰近所述第一電極的室壁的兩側的第三電極與第四電極；以及第二電極組，包括分別設置於所述鹼液室的鄰近所述第二電極的室壁的兩側的第五電極與第六電極，其中所述第三電極位於所述第一電極與所述酸液室之間，所述第四電極位於所述酸液室中，所述第五電極位於所述第二電極與所述鹼液室之間，所述第六電極位於所述鹼液室中，且所述電源供應裝置與所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極、所述第四電極、所述第五電極以及所述第六電極電性連接，且所述廢水處理系統的清洗方法更包括通過所述電源供應裝置將正電壓提供至所述第三電極與所述第六電極以及將負電壓提供至所述第四電極與所述第五電極。
13. 如請求項11所述的廢水處理系統的清洗方法，其中所述廢水處理系統更包括第一閥門、第二閥門、第三閥門以及第 四閥門，其中所述第一閥門設置於所述第一管道中，所述第二閥門設置於所述第二管道中，所述第三閥門設置於所述第三管道中，所述第四閥門設置於所述第四管道中，且所述控制裝置與所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三閥門以及所述第四閥門耦接，以及所述廢水處理系統的清洗方法更包括通過所述控制裝置將所述第一閥門與所述第三閥門關閉以及將所述第二閥門與所述第四閥門開啟。
14. 如請求項11所述的廢水處理系統的清洗方法，其中所述廢水處理系統更包括設置於所述廢水室的入水端的壓力偵測裝置，所述壓力偵測裝置耦接至所述控制裝置，且所述廢水處理系統的清洗方法更包括：當所述壓力偵測裝置偵測出的水壓超過水壓設定值時，通過所述控制裝置將所述第一管道與所述第三管道關閉以及將所述第二管道與所述第四管道開啟。
15. 如請求項11所述的廢水處理系統的清洗方法，其中所述廢水處理系統更包括設置於鄰近所述電源供應裝置的位置處或整合於所述電源供應裝置中的電流偵測裝置，所述電流偵測裝置耦接至所述控制裝置，且所述廢水處理系統的清洗方法更包括：當所述電流偵測裝置偵測出在固定電壓設定值下的電流低於電流設定值時，通過所述控制裝置將所述第一管道與所述第三管道關閉以及將所述第二管道與所述第四管道開啟。
16. 如請求項11所述的廢水處理系統的清洗方法，其中所述廢水處理系統更包括設置於鄰近所述電源供應裝置的位置處或整合於所述電源供應裝置中的電壓偵測裝置，所述電壓偵測裝置耦接至所述控制裝置，且所述廢水處理系統的清洗方法更包括：當所述電壓偵測裝置偵測出在固定電流設定值下的電壓高於電壓設定值時，通過所述控制裝置將所述第一管道與所述第三管道關閉以及將所述第二管道與所述第四管道開啟。

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