[发明专利]一种中水用节水系统及其控制方法

说明书

本发明涉及中水领域，特别是一种中水用节水系统及其控制方法，该系统包括pH值控制单元，容纳待处理的氨氮废水，并调整该待处理的氨氮废水的pH值至10至13；薄膜蒸馏单元，连通该pH值控制单元，并接收该经调整pH值的待处理的氨氮废水，以分离氨氮和废液；以及电透析单元，连通该薄膜蒸馏单元和该pH值控制单元，以接收该分离自该薄膜蒸馏单元的废液，并电透析该废液以回收液碱，馈送该经回收的液碱至该pH值控制单元中。

技术领域

本发明涉及中水领域，特别是一种中水用节水系统及其控制方法。

背景技术

含氮化学品在石化业及高科技产业的生产过程中为重要原料及化学品，然而该制程将产生大量含氮废液或废水，若无适当处理将使承受水体水质遭受污染，而造成水中溶氧不足或优养化。

氨氮废水处理技术通常可分为生物处理、薄膜生物反应器、物化处理及结合物化及生物处理的混合系统，其中，生物处理技术较适合处理中低浓度氨氮废水，而一些物化技术则可以应用至不同浓度氨氮废水处理、浓缩及回收。

一般而言，低浓度含氮废水通常以生物处理为主，其具有操作成本低的优势，但占地面积大及系统操作不稳定为其缺点。而对高浓度氨氮废水受分子态氨影响，生物处理并不适合，其他物理及化学方式如气提及氧化法，通常不受氨氮浓度影响，但其操作成本较高，且回收产品纯度不够与可能需要后续再处理均为其缺点，故无法有效解决产业界面临氨氮废水处理问题。

一般而言，可利用薄膜蒸馏处理氨氮废液或废水，将氨氮废液或废水转换成有用的含氮化学品。而薄膜蒸馏装置依其低温产水端的差异，可分为下列四种类型：

(1)直接接触式薄膜蒸馏利用两种不同的溶液直接接触于薄膜两侧同向或逆向流动，藉由薄膜两侧的温度差产生蒸气压差，驱动高温液体的水分子于进水端蒸发，蒸气通过薄膜并直接凝结在低温溶液中，此种装置简单且操作方便，适合应用于脱盐及水溶液浓缩等以水溶液为主的薄膜分离程序。

(2)间隙式薄膜蒸馏与直接接触薄膜蒸馏不同的处在于薄膜与冷凝板间加入空气间隙，进流水溶液在流动中产生的蒸气透过薄膜直接凝结于冷凝板上，同时冷却水在冷凝板的另一侧流动带走凝结热，凝结后的渗透液可单独收集，故其应用范围较多包括制造纯水、浓缩非挥发性溶质等。

(3)空气扫掠式薄膜蒸馏进水溶液在薄膜一侧流动，在另一侧注入流动的气体，将蒸气带走，带离的蒸气再经由分离器进行分离并通过外部冷凝，适合应用于溶质浓度低的溶液中。

(4)真空式薄膜蒸馏与空气扫掠薄膜蒸馏相似，将流动气体取代为真空状态，使水汽分子更易进行传输，具有产水量较高的优点，过程中必须持续维持真空，较适用于有机挥发物或溶解气体移除。

然而，应用薄膜蒸馏前，需将废水的pH值调升至10以上或更高，使氨氮转换成分子态氨，而达到分离及回收效果，而残留高pH值的废液，需进一步处理，以避免二次污染。

此外，利用薄膜蒸馏技术中，因废水直接与薄膜接触，因此长时间操作下，易导致薄膜积垢、结垢、润湿或损害，而使系统效能降低与操作成本增加。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的提供一种中水用节水系统

本发明为实现上述目的而采取的技术方案为：

一种中水用节水系统，该系统包括pH值控制单元、薄膜蒸馏单元和电透析单元，所述的pH值控制单元容纳待处理的氨氮废水，以及调整该待处理的氨氮废水的pH值至10至13；所述的薄膜蒸馏单元连通该pH值控制单元，以接收该经调整pH值的待处理的氨氮废水，分离氨氮和废液，且该薄膜蒸馏单元为改良式薄膜蒸馏器，该改良式薄膜蒸馏器并包括进气空间、排液空间及分隔该进气空间和排液空间的薄膜；所述的电透析单元连通该薄膜蒸馏单元和该pH值控制单元，以接收该分离自该薄膜蒸馏单元的废液，并电透析该废液以回收液碱，馈送该经回收的液碱至该pH值控制单元中。