[发明专利]同时去除废水中的有机和无机污染物的废水处理系统以及废水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理系统以及废水处理方法，且特别地涉及可同时去除废水中的有机污染物与无机污染物的废水处理系统以及废水处理方法。 

背景技术

历史及预测资料显示，从1990年至2020年间全世界人口增长六倍左右，但人类赖以维生的水资源仅仅增长四倍，水资源缺乏与不足是人类将共同面临的困境，因而急迫地需要解决与克服。除不断开源增加水资源外，在节流方面除了节约用水外，水回收再利用被视为其中重要一环。废水经过适当处理后，可依使用标的物的不同而进行回收再利用。早期由于受到处理技术及成本限制，主要是以去除水中颗粒及无机离子的方式达到回收再利用的目的，而将高浓度有机废水处理后回收再利用的情况并不常见。近年来，结合微生物及薄膜的薄膜生物反应器(membrane bioreactor，MBR)使有机废水的回收再利用的机会大幅提升。然而，有机废水本身也含有无机离子，因此，这一类的有机废水即使经过MBR处理后，仍有盐类残留在水中，故直接进行水回收再利用的价值不高，即便回收再利用，其用途也受到限制，除非再把水中盐类去除。 

对此，美国专利申请第20100072130号提出一种薄膜蒸馏生物反应器，其使废水流入存在需氧菌的生物反应槽中，以通过需氧菌分解废水中的有机污染物，之后，再蒸馏该废水以使其通过蒸馏薄膜。虽然该篇美国专利提及该生物反应槽中亦可存在厌氧菌，然而，其揭露的薄膜蒸馏生物反应器只适合需氧菌生存(例如在其图1、4、5、6、10、12的实施例中均有对生物反应槽进行曝气的装置)，而不适合厌氧菌生存。因此，本领域技术人员在参考美国专利申请第20100072130 号所揭露的内容后至多仅能以存在需氧菌的生物反应槽净化废水，而无法以存在厌氧菌的生物反应槽净化废水。此外，由于生物反应槽中的废水需被加热至一定的温度以具有足够的蒸汽压从而通过蒸馏薄膜，因此，生物反应槽中的废水温度偏高以致于废水中的溶氧量降低，而不利于需氧菌生存。此外，未能通过蒸馏薄膜的废水将回流至生物反应槽中以致于生物反应槽中的废水产生盐类浓度累积效应，而易导致需氧菌渗透压过高产生脱水现象，因此需氧菌的处理废水的能力会随操作时间的增加而降低。 

发明内容

本发明提供一种废水处理系统，适于同时净化含有有机污染物与无机污染物的废水，废水处理系统包括中高温厌氧槽和薄膜蒸馏装置，所述中高温厌氧槽容置有厌氧菌并适于在30℃至90℃的温度下以厌氧菌分解废水中的有机污染物，其中位于中高温厌氧槽中的废水的氧化还原电位为0mV至-600mV，所述薄膜蒸馏装置用以分离来自中高温厌氧槽的废水，使至少一部分的废水以蒸汽的形式通过薄膜蒸馏装置的薄膜，以除去废水中的无机污染物。 

本发明又提供一种废水处理方法，适于同时净化含有有机污染物与无机污染物的废水。该方法包括使废水流入容置有厌氧菌的中高温厌氧槽中，在30℃至90℃的温度下以厌氧菌分解废水中的有机污染物，其中位于中高温厌氧槽中的废水的氧化还原电位为0mV至-600mV；以及使位于中高温厌氧槽中的废水流入薄膜蒸馏装置中，并使至少一部分的废水以蒸汽的形式通过薄膜蒸馏装置的薄膜，以除去废水中的无机污染物。 

附图说明

图1显示了本发明一实施例的废水处理系统的示意图。 

图2显示了本发明一实施例的薄膜蒸馏装置的薄膜通量对操作时间的变化图。 

图3显示了本发明一实施例的进流废水、在中高温厌氧槽中的废水以及通过薄膜的废水的总有机碳(TOC)浓度对操作时间的变化图。 

图4显示了本发明一实施例的进流废水、在中高温厌氧槽中的废水以及通过薄膜的废水的导电度对操作时间的变化图。 

主要元件符号说明： 

100    废水处理系统； 

110    中高温厌氧槽； 

120    薄膜蒸馏装置； 

122    薄膜； 

124    高温薄膜区侧； 

126    低温薄膜区侧； 

130    加热装置； 

132    加热耦； 

140    冷凝装置； 

142    冷凝管； 

144    热交换器； 

150    回流水储槽； 

160    进流水槽； 

170    滤液收集槽。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特列举较佳实施例，并结合附图作详细说明。