多段式废水处理回收装置

摘要

一种多段式废水处理回收系统，包括一废水进水管，一产水汇流管，一废水排放管，多个废水处理单元连接于废水进水管与废水排放管之间，至少一第一流量控制装置，以及至少一第二流量控制装置。废水处理单元包括一第一废水处理单元、一第二废水处理单元以及一第三废水处理单元，其中第一流量控制装置系设置于第一废水处理单元与产水汇流管之间，且第二流量控制装置系设置于第二废水处理单元与产水汇流管之间。

权利要求

1.一种多段式废水处理回收装置，包括：

一废水进水管，用以供待处理废水的输入；

一产水汇流管，用以汇集处理后的产水；

一废水排放管，用以排放处理后的浓缩水；

多个废水处理单元，连接于该废水进水管与该废水排放管之间，其中该废水处理单元至少包括一第一废水处理单元用以进行一第一阶段废水处理、一第二废水处理单元用以进行一第二阶段废水处理与一第三废水处理单元用以进行一第三阶段废水处理，该第一废水处理单元包括一第一进水管、一第一产水管与一第一废水管，该第二废水处理单元包括一第二进水管、一第二产水管与一第二废水管，该第三废水处理单元包括一第三进水管、一第三产水管与一第三废水管，该第一进水管与该废水进水管连接，该第一产水管与该产水汇流管连接，该第一废水管与该第二进水管连接，该第二产水管与该产水汇流管连接，该第二废水管与该第三进水管连接，该第三产水管与该产水汇流管连接，该第三废水管与该废水排放管连接；

至少一第一流量控制装置，设置于该第一产水管与该产水汇流管之间，用以控制该第一产水管的流量；以及至少一第二流量控制装置，设置于该第二产水管与该产水汇流管之间，用以控制该第二产水管的流量。

2. 根据权利要求1所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第一废水处理单元、该第二废水处理单元与该第三废水处理单元分别包括至少一废水处理模块。

3.根据权利要求2所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，各该废水处理模块分别为一逆渗透废水处理模块，且各该逆渗透废水处理模块包括一逆渗透膜。

4.根据权利要求2所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第一废水处理单元、该第二废水处理单元与该第三废水处理单元的废水处理模块的数目比为4∶2∶1。

5.根据权利要求1所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，经由该产水汇流管所汇流的产水与该废水排放管所排放的浓缩水的流量比介于87.5∶12.5至92.5∶7.5之间。

6.根据权利要求1所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第一流量控制装置包括一第一阀门。

7.根据权利要求6所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第一流量控制装置另包括一第一流量指示计，用以监测该第一产水管的流量。

8.根据权利要求1所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第二流量控制装置包括一第二阀门。

9.根据权利要求8所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第二流量控制装置另包括一第二流量指示计，用以监测该第二产水管的流量。

10.根据权利要求1所述的多段式废水处理回收装置，其特征在于，该第一流量控制装置包括一第一可替换管线，且该第二流量控制装置包括一第二可替换管线。

说明书

多段式废水处理回收装置

【技术领域】

[0001] 本发明指一种多段式废水处理回收系统，尤指一种具有三个或以上的废水处理单元并利用流量控制装置达到防止废水处理单元阻塞的多段式废水处理回收系统。 【背景技术】

[0002] 逆渗透(reverse osmosis，RO)过滤技术为现有水质净化科技当中常见的技术之一。逆渗透过滤技术能有效地过滤水中的盐类、矿物质、重金属、细菌与化学残留物质，并具有95％以上的过滤效果，因此逆渗透废水处理技术已被广泛的应用在海水淡化系统、电子超纯水精练系统、生化制药、洗肾治疗、化妆品生产制程以及工业废水处理回收系统等。利用逆渗透过滤技术的逆渗透处理单元通过在容器中间设置一逆渗透膜，阻隔两侧具有不相同浓度的液体，而逆渗透处理单元在使用上，透过在高浓度液体处施加一大于其渗透压的压力，使具有高浓度的液体流往低浓度液体处，且由于逆渗透膜具有极为细小的孔洞，仅只有水分子与极少部分的杂质能够穿过，达到过滤液体中杂质的效果。

[0003] 现有利用逆渗透过滤技术的废水处理回收系统多为两段式，即待处理的废水首先透过一第一阶段的逆渗透处理单元进行第一次的处理与回收，其中通过第一阶段的逆渗透处理单元回收所产出的水称的为产水，且产水会被收集然后再利用，而在第一阶段未被逆渗透处理单元回收而尚需处理的废水则流往第二阶段的逆渗透处理单元并再一次的进行处理与回收，且第二阶段的逆渗透处理单元回收所产出的产水会与第一阶段的逆渗透处理单元回收所 产出的产水汇集以供再利用。然而，流往第二阶段逆渗透处理单元的废水需要具有一定以上的流量，否则废水在流量不足的状况下往往会造成逆渗透处理单元中的逆渗透膜遭到杂质的阻塞，影响整体的回收效率。现有的逆渗透废水处理系统为了增加流往逆渗透处理单元的水流量，利用回流管的设置将第二阶段未能处理的废水再重新导入第一阶段的逆渗透处理单元以增加系统的整体流量，然而回流管的设计除了需要在废水处理回收系统上加装额外的管线外，其所能增加的整体流量有限，无法有效的避免逆渗透膜的阻塞。 【发明内容】

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种多段式废水处理回收系统，以解决现有废水处理回收系统在解决逆渗透膜阻塞时所面临的问题。

[0005] 为达上述目的，本发明提供一种多段式废水处理回收系统包括一废水进水管、一产水汇流管、一废水排放管、多个废水处理单元、至少一第一流量控制装置以及至少一第二流量控制装置。本发明的废水进水管系用以供待处理废水的输入，产水汇流管系用以汇集处理后的回收水，废水排放管系用以排放处理后的浓缩水。此外，废水处理单元系连接于废水进水管与废水排放管之间，其中废水处理单元至少包括一第一废水处理单元用以进行一第一阶段废水处理、一第二废水处理单元用以进行一第二阶段废水处理与一第三废水处理单元用以进行一第三阶段废水处理，第一废水处理单元包括一第一进水管、一第一产水管与一第一废水管，第二废水处理单元包括一第二进水管、一第二产水管与一第二废水管，第三废水处理单元包括一第三进水管、一第三产水管与一第三废水管，第一进水管与废水进水管连接，第一产水管与产水汇流管连接，第一废水管与第二进水管连接，第二产水管与产水汇流管连接，第二废水管与第三进水管连接，第三产水管与产水汇流管连接，第三废水管与废水排放管连接。本发明的第一流量控制装置系设置于第一产水管与产水汇流管之间，用以控制第一产水管的流量，以及第二流量控制装置系设 置于第二产水管与产水汇流管之间，用以控制第二产水管的流量。

[0006] 本发明的多段式废水处理回收系统利用三个或以上的废水处理单元，可有效提升废水回收率。此外，通过将第一流量控制装置设置于第一产水管与产水汇流管之间，以及将第二流量控制装置设置于第二产水管与产水汇流管之间，可减少第一产水管与第二产水管流往产水汇流管的水量，藉此间接增加流往第三废水处理单元的水量。在第一产水管与第二产水管所能通过产水汇流管的水量受到流量控制装置的操作下，分配至第三废水处理单元的废水流量与流速皆能得到提升，进而有效降低各废水处理单元内的逆渗透膜阻塞的发生。【附图说明】

[0007] 图1绘示了本发明的多段式废水处理回收系统的架构示意图。

[0008] 图2绘示了本发明的逆渗透废水处理模块的废水处理示意图。

[0009] 图3绘示了本发明第一较佳实施例的多段式废水处理回收系统示意图。 [0010] 图4绘示了本发明第二较佳实施例的多段式废水处理回收系统示意图。 [0011] 【主要组件符号说明】

[0012] P压力 1、2、3多段式废水处理回收

[0013] 系统

[0014] 10、100废水进水管 20、200产水汇流管

[0015] 30、300废水排放管 40、400废水处理单元

[0016] 41、410第一废水处理单元 71、412第一进水管

[0017] 72、414第一产水管 73、416第一废水管

[0018] 42、420第二废水处理单元 81、422第二进水管

[0019] 82、424第二产水管 83、426第二废水管

[0020] 43、430第三废水处理单元 91、432第三进水管

[0021] 92、434第三产水管 93、436第三废水管

[0022] 50、500第一流量控制装置 510第一阀门

[0023] 520第一流量指示计 60、600第二流量控制装置

[0024] 610第二阀门 620第二流量指示计

[0025] 710第一可替换管线 720第二可替换管线

[0026] 800废水处理模块 900逆渗透废水处理模块

[0027] 910逆渗透膜 920产水容置空间【具体实施方式】

[0028] 为使熟悉本发明所属技术领域之一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。 [0029] 请参考图1，图1绘示了本发明的多段式废水处理回收系统1的架构示意图。如图1所示，本发明的多段式废水处理回收系统1包括一废水进水管10、一产水汇流管20、一废水排放管30、多个废水处理单元40、至少一第一流量控制装置50以及至少一第二流量控制装置60。废水进水管10系用以供待处理废水的输入，产水汇流管20系用以汇集处理后的回收水，而废水排放管30系用以排放处理后的浓缩水。此外，废水处理单元40系连接于废水进水管10与废水排放管30之间，其中废水处理单元40至少包括一第一废水处理单元41用以进行一第一阶段废水处理、一第二废水处理单元42用以进行一第二阶段废水处理与一第三废水处理单元43用以进行一第三阶段废水处理。第一废水处理单元41包括一第一进水管71、一第一产水管72与一第一废水管73，第二废水处理单元42包括一第二进水管81、一第二产水管82与一第二废水管83，第三废水处理单元43包括一第三进水管91、一第三产水管92与一第三废水管93。第一进水管71与废水进水管10连接，第一产水管72与产水汇流管20连接，第一废水管73与第二进水管81连接； 第二产水管82与产水汇流管20连接，第二废水管83与第三进水管91连接；第三产水管92与产水汇流管20连接，第三废水管93与废水排放管30连接。本发明的多段式废水处理回收系统1的第一废水处理单元41、第二废水处理单元42与第三废水处理单元43分别包括至少一废水处理模块，且废水处理模块系为一逆渗透废水处理模块，但并不以此为限。

[0030] 请参考图2，图2绘示了本发明之一较佳实施例的逆渗透废水处理模块900的废水处理示意图。如图2所示，本发明的逆渗透废水处理模块900包括一逆渗透膜910、一产水容置空间920与一废水容置空间930，其中逆渗透膜910系设置于产水容置空间920与废水容置空间930之间，且逆渗透膜910具有多个水分子大小般的孔洞(图未示)。当存放于废水容置空间930内的杂质浓度较高的溶液与存放于产水容置空间920内的杂质浓度较低的溶液由逆渗透膜所分隔时，杂质浓度较低的溶液的溶剂(水分子)会自然地流往废水容置空间930以使废水容置空间930内的溶液能与产水容置空间920内的溶液达到浓度平衡(equilibrium)，而当杂质浓度较低的溶液的溶剂流往废水容置空间930时，废水容置空间930的水平面则会高于产水容置空间920的水平面，形成一称的为渗透压的压力差。而本发明的逆渗透废水处理模块900系利用在废水容置空间930当中施加一大于其渗透压的压力P，使位于废水容置空间930的溶剂在压力的迫使的下能穿过逆渗透膜910并流往产水容置空间920内，藉此达到净水的作用。本发明所使用的逆渗透膜910能在让溶剂在自由穿透的情况下，将有机杂质过滤，但并不以此为限，例如本发明所使用的逆渗透膜910亦可为过滤重金属、矿物质等其它杂质的膜层。从废水容置空间930穿透逆渗透膜910的溶剂(产水)会被回收再利用，而停留在废水容置空间930内的杂质浓度较高的液体(废水)则将再次被导入另一逆渗透废水处理模块900进行处理，或是被视为浓缩水而排放(图未示)。 [0031] 请参考图3，图3绘示了本发明第一较佳实施例的多段式废水处理回收 系统2的示意图。如图3所示，本实施例的多段式废水处理回收系统2包括一废水进水管100、一产水汇流管200、一废水排放管300、多个废水处理单元400、至少一第一流量控制装置500以及至少一第二流量控制装置600。废水处理单元400至少包括一第一废水处理单元410、一第二废水处理单元420与一第三废水处理单元430，其中第一废水处理单元410包括一第一进水管412、一第一产水管414与一第一废水管416，第二废水处理单元420包括一第二进水管422、一第二产水管424与一第二废水管426，第三废水处理单元430包括一第三进水管432、一第三产水管434与一第三废水管436。第一进水管412与废水进水管100连接，第一产水管414与产水汇流管200连接，第一废水管416与第二进水管422连接；第二产水管424与产水汇流管200连接，第二废水管426与第三进水管432连接；第三产水管434与产水汇流管200连接，第三废水管436与废水排放管300连接。本实施例的多段式废水处理回收系统2的第一废水处理单元410、第二废水处理单元420与第三废水处理单元430系分别为一逆渗透处理单元，且各第一废水处理单元410、第二废水处理单元420与第三废水处理单元430系包括至少一个废水处理模块800。

[0032] 本发明的第一流量控制装置500系设置于第一产水管414与产水汇流管200之间用以控制第一产水管414的流量，第二流量控制装置600系设置于第二产水管424与产水汇流管200之间用以控制第二产水管424的流量。在本实施例中，第一流量控制装置500包括一第一阀门510以及一第一流量指示计520，第二流量控制装置600包括一第二阀门610以及一第二流量指示计620，其中第一阀门510与第二阀门610系为手动阀门，但并不以此为限，例如亦可为电动阀门或其它各种型式的阀门。此外，本发明的第一流量指示计520与第二流量指示计620系分别用于监测第一产水管414与第二产水管424的流量，使第一阀门510与第二阀门610能被有效的控制与操作，且本实施例的第一流量指示计520与第二流量指示计620系分别设置于第一阀门 510与第二阀门610的前(产水系先经过第一流量指示计520再流经第一阀门510，以及先经过第二流量指示计620再流经第二阀门610)，但并不以此为限，第一流量指示计520与第二流量指示计620亦可分别设置于第一阀门510与第二阀门610之后。此外，在经过第三阶段废水处理之后而尚未被处理的浓缩水最终系由废水排放管300排出。值得说明的是，本实施例的多段式废水处理回收系统为三段式，但是在实际的应用上并不以三段式为限，而可使用多于三阶段的废水处理阶段。当本实施例的多段式废水处理回收系统为多于三段式时，第一流量控制装置500与第二流量控制装置600的设置亦可随的对应增加，以各别控制每一废水处理阶段的产水汇流至产水汇流管200的流量，以避免因流量不足所造成的逆渗透膜阻塞问题。

[0033] 本实施例通过第一流量控制装置500的第一阀门510与第二流量控制装置600的第二阀门610限缩第一产水管414与第二产水管424流往产水汇流管200的流量，使流往第三废水处理单元430的废水流量能控制在一定的程度以上，避免第三废水处理单元430内的废水处理模块800因流量不足而造成逆渗透膜的阻塞。举例而言，在本实施例中，从第三废水处理单元430所排放出的浓缩水的流量大体上较佳大于每小时3.67立方公尺，但不以此为限而可依照废水处理模块800的规格不同加以变更。此外，本实施例的第一废水处理单元410、第二废水处理单元420与第三废水处理单元430在废水处理模块800的数目比大体上为4∶2∶1。例如，本实施例的第一废水处理单元410具有4个废水处理模块800，第二废水处理单元420具有2个废水处理模块800以及第三废水处理单元430具有1个废水处理模块800，但废水处理模块800的实际数目与分配比例并不以此为限。此外，经由产水汇流管200所汇流的产水与废水排放管300所排放的浓缩水的流量比大体上介于
87.5∶12.5至92.5∶7.5之间，且较佳为90∶10，但不以此为限。例如当经由废水进水管100进入废水处理单元400的流量为每小时100立方公尺时，从废水排放管300所排放出的浓缩水流量系大体上介于每小时7.5至12.5立 方公尺，而从产水汇流管200所汇流的产水流量则大体上介于每小时87.5至92.5立方公尺。值得说明的是，本实施例的多段式废水处理回收系统2较佳可不设置用以将废水排放管300所排放出的浓缩水重新导入第一废水回收单元410的回流管线，且在此状况下可节省设备成本。

[0034] 请参考图4，图4绘示了本发明第二较佳实施例的多段式废水处理回收系统3示意图。本实施例与前述的实施例使用相同符号标注相同组件，并仅针对相异处进行说明。如图4所示，不同于前述的第一较佳实施例，本发明第二较佳实施例的多段式废水处理回收系统
3的第一流量控制装置500与第二流量控制装置600分别包括一第一可替换管线710以及一第二可替换管线720，并分别搭配一第一流量指示计520与一第二流量指示计620以进行产水流量的监控。在施行上，本实施例的第一流量控制装置500与第二流量控制装置600可分别利用不同管径尺寸的第一可替换管线710以及第二可替换管线720取代第一较佳实施例中所使用的第一阀门510与第二阀门610，以分别控制第一产水管414与第二产水管424的产水流量。举例而言，第一可替换管线710的管径可大于第二可替换管线720的管径，但不以此为限，而可视流量设计的不同变更第一可替换管线710与第二可替换管线720的管径大小。在第一产水管414与第二产水管424的产水流量受到控制的情况下，本实施例的多段式废水处理回收系统3亦能达到与前述实施例所述的相同的功效。此外，第一废水处理单元410、第二废水处理单元420与第三废水处理单元430所使用的废水处理模块800的实际数目与分配比例，并不以图4所绘示的为限，而可依多段式废水处理回收系统3的需求加以变更。

[0035] 综上所述，本发明的多段式废水处理回收系统利用三个或以上的废水处理单元，可有效提升废水回收率。此外，本发明的多段式废水处理回收系统系通过设置第一流量控制装置于第一产水管与产水汇流管之间，以及设置第二流量控制装置于第二产水管与产水汇流管之间，达到缩限第一产水管与第 二产水管流往产水汇流管的水量，以间接增加流往第三废水处理单元的水量。在第一产水管与第二产水管所能通过产水汇流管的水量受到流量控制装置的操作下，分配至第三废水处理单元的废水流量与流速皆能得到提升，进而有效降低各废水处理单元内的逆渗透膜阻塞的发生。

[0036] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。