[发明专利]电混凝反应器与废水处理方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电混凝反应器(electro-coagulation water treatmentreactor)，更具体地，本发明涉及该电混凝反应器的感应电极。

【背景技术】

半导体产业会产生大量的废水，特别是化学机械研磨制程(chemicalmechanical polishing，CMP)。CMP产生的废水中含有大量纳米级颗粒及助剂，甚至包括含碳的有机成份。为避免环境污染及回收废水再使用，目前的废水处理制程主要包括化学混凝、薄膜过滤、及电混凝等技术，再配合离子交换树脂或光催化剂氧化处理增加效果。化学混凝行之已久，是最常见的废水处理方法。化学混凝的原理为利用化学试剂改变悬浮粒子的表面电位并破坏其稳定性，接着通过混凝形成絮状胶羽聚集(aggregation)水中颗粒后，经由沉淀去除。然而该方法的加药量不易控制，混凝槽的体积大，且处理后的水质较差，已慢慢被其它废水处理制程取代。薄膜过滤是使用微过滤膜、超过滤膜、或陶瓷过滤膜进行处理。但薄膜过滤的问题在于容易产生膜阻塞、单位时间处理废水量过少(约99升/小时*薄膜面积m²)、无法去除溶解态的硅氧化物与总有机碳(total organic carbon，TOC)、而且价格非常昂贵(1-4万新台币/每平方米薄膜)。电混凝的原理为利用电极释放出的金属离子形成氢氧化金属的胶羽，胶羽会聚集废水中的颗粒。但目前已知的电混凝技术的处理时间长达数小时，纳米颗粒去除效果较薄膜过滤法差，且无法同时去除溶解态的硅氧化物与总有机碳(total organic carbon，TOC)。

在美国专利第3969245号中，公开了一种电混凝装置。将废水经过棒状电极后，电极上会产生气泡且形成絮状物，再添加凝聚剂产生尺寸更大的絮状物，沉降后得到澄清液。

在美国专利第5271814号中，利用薄膜及电混凝法移除液体中污染物，将瘦长的电极安置在绝缘的电混凝桶槽中，调整温度、压力及流量进行电混凝。

在美国专利第5587057号中，在导电性槽体中置入导电棒状电极并通入直流电流，进行电混凝处理。

在美国专利第6139710号中，将板状电极垂直放置在电混凝反应槽体，使用泵进行压力控制，通过电压电流控制电混凝反应，将反应中产生的气体释放，处理后产生污泥。

在美国专利第6582592号中，公开一种处理工业废水的溶解金属，废水在平行的电极板间流动，电极产生离子化，使用过滤器分离产生的污泥与澄清水，并监控温度、压力、及酸碱值。

在美国专利第6613217号中，由纵向细长的电极组成反应器并进行电混凝，移除产物产生的泡沫与气体，在反应器下方可调整电极间的微小间距。

在美国专利第6719894号中，利用电混凝技术处理有机及金属污染液体，混凝后使用加压法去除废弃液体，减压后产生澄清液体。

在美国专利第6797179号中，利用电混凝技术处理含金属的工业废水，将电极板通入直流电源，使其具有带电性质，再将废水流经电极板进行电混凝反应，同时控制温度及酸碱值条件。

上述的电混凝处理装置仍不能有效解决半导体制程产生的废水，特别是化学机械研磨废水。因此目前亟需新的电混凝装置，以及对应的废水处理方法。

【发明内容】

本发明提供一种电混凝反应器，包括阳极与阴极；分别连接至阳极与阴极的多个导电极；位于所述导电极之间的多个铝感应电极；以及位于所述导电极之间的多个铁感应电极。

本发明亦提供一种废水处理方法，包括将废水导入上述的电混凝反应器中；导入直流电源，使导电极之间的铝感应电极与铁感应电极产生感应电流，产生铁离子与铝离子后形成胶羽，胶羽与废水的悬浮微粒聚集；去除胶羽与废水的悬浮微粒聚集。

本发明包括：

1.一种电混凝反应器，包括：

阳极与阴极；

多个导电极，分别连接至该阳极与该阴极；

多个铝感应电极，位于所述导电极之间；以及

多个铁感应电极，位于所述导电极之间。

2.如项1所述的电混凝反应器，其中所述导电极包括铁电极或铝电极。

3.如项1所述的电混凝反应器，其中所述铝感应电极与所述铁感应电极系交错设置。

4.如项1所述的电混凝反应器，其中所述铝感应电极与所述铁感应电极系区段设置。

5.如项1所述的电混凝反应器，其中所述导电极的数目为2-6。

6.如项1所述的电混凝反应器，其中所述导电极、所述铝感应电极、及所述铁感应电极的形状包括板状、柱状或管状。