TWI280951B - Fluidized-bed process drain treatment system - Google Patents

Description

1280951 九、發明說明： ® 【翻臓之撕領域】 本發明大致係有關於工業製程水溶液或排放廢液之一種處 理系統，特別是有關於在最佳反應條件下，利用最小流體化床 ^ 反應器進行快速製程水溶液或廢液處理之一種系統。 ^ 【先前技術】 各種工業製程廢液的排放，在環境保護意識高張的今日， ^ 已受到環保規章的嚴格規範。為符合廢液排放標準，針對不同 產業的不同性質廢液，常須使用一定繁複程度的處理設備，以 使排放水及殘餘污泥分別符合排放及掩埋標準。以流體化床反 φ 應器為基礎的處理設備，基於其特性本質，亦應用於多種諸如 移除廢液中之鹵素(諸如氟)，鹼土金屬(鈣及鎂等)，重金屬(鎳， 鎘及鉻等)，以及有機物等的處理系統之中。另一方面，各種工 業製程所需含不问濃度之上述金屬非金屬兀素或離子的水溶 ^ 液，同樣亦需使用類似定繁複程度的處理設備，以使水溶液符 合製程需求標準。 ’ 不過，習知技術之流體化床反應器為基礎之處理系統，其 ^ 設計並未考量其使用目的之最佳化。若進流液之濃度變化較 大，便無法達到其最快速之反應速率。其結果是系統中的處理 液，由於反複循環處理之故而使處理總體積加大，反應時間延 ® 長，設施場地需求加大。所有這些不利因素皆直接轉換成為運 1280951 作成本的增加。處理液量加大表示需要對等較大動力的泵，而 ® 較大尺寸體積的設施則需要相對較大的設施場地空間。有時， 由於進流液之濃度變動超越原設計的狹小範圍，更可能會使系 統完全無法操作。 ^ 此外，許多製程排液之中事實上内含了有價值的物質。由 、 於回收此些有用物質的商業價值，時常無法合理彌補回收所需 要增加製程設備的成本因此便被含在排放水或傾倒/掩埋污泥 • 中而排放丟棄。傳統上，附帶副產品的回收只是製程排液處理 的次要目標，次於廢水及污泥排放掩埋符合規章的主要處理目 標。 Φ 習知技藝的處理系統之中，縱然其使用目標之處理有某操 作條件達到了最佳化，但通常其他的操作條件則無法同時亦達 |成最佳化。習知技藝以流體化床反應器為基礎的處理系統，其 •設計時並未將符合於使用目的之系統性最佳化列入主要考 • 量。簡言之，習知的流體化床處理系統離系統複雜度，最快反 應速率，以及副產物的產出等使甩條件同時最佳化的達成，有 ， 相當遙遠的距離。 【發明内容】 因此，有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種 流體化床製程水溶液處理系統以減低處理系統之建造及運轉 1280951

另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流 體化床製程水溶液處理系統，達成最快可能之反應速率，以及 最小可能之設施空間需求。 另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流 體化床製程水溶液處理系紘以達成最清潔之排放水及最少之 污泥量。 另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流 體化床製程水溶液處理系統以由排液之中回收有商業價值之 物質。 為達成前述及其他目的，本發明提供工業製程水溶液處理 系統之一種流體化床反應器，該處理系統之一配管網路包含有 一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可對該流體化床 反應器分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶 液而排出淨水。該流體化床反應器包含有一反應段，由包含至 少一反應單元的一反應器核心組件所構成並接受該排出淨水 之一部份之輸入做為迴流水。該至少一反應單元内包含至少一 處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理 液配管及其上散佈的複數個噴嘴，·與至少一反應劑供應組件， 包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散 佈的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散佈可將該處 理液及該反應劑與該迴流水充份混合，且充份反應形成反應結 8 1280951 晶懸浮於該反應段内之處理液流中，以排出處理液為處理完成 之淨水。 本發明亦提供一種流體化床製程水溶液處理系統，用於工 業製程水溶液之處现其包含有一配管網路及一流體化床反應 器。該配管網路包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配 管系，可分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水 溶液而排出淨水。該流體化床反應器包含有一反應段，由包含 至少一反應單元的一反應器核心組件所構成並接受該排出淨 水之一部份之輸入做為迴流水；該至少一反應單元内包含有至 少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一 處理液配管及其上散佈的複數個噴嘴·，與至少一反應劑供應組 件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上 散佈的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散佈可將該 處理液及該反應劑與該迴流水充份混合，且充份反應形成反應 結晶懸浮於該反應段内之處理液流中，以排出處理液為處理完 成之淨水。 :實施方式】 本發明後面的說明文字之中係以製程水溶液來泛指包含工 業製程排放廢液及工業製程所需使用之原料水溶液。 圖1之透視圖顯示依據本發明一較佳實施例之製程水溶液 處理系統，其流體化床反應器(fluidized-bedreactor，此後簡稱 1280951 為FBR)之構造。依據本發明較佳實施例之一 FBR 1001,係為 大致1：立之一柱形構遙且其大致柱形之本體具有圓形之橫截 面。如同習於本技藝者所可以理解的，雖然非圓形橫截面亦屬 可行，但圓形的橫截面至少具有結構強度，體積最佳化，以及 反應均勻化等方面的優點。

圖1中所顯示之FBR 1001之較佳實施例係包含有一反應段 (reaction section) 1100。順著其所處理之製程水溶液由下向上 之流動方向，其亦可包含有一主迴流饋注段(main recycle flow feed section) 1400，一反應穩定段(settlement section) 1200，以 及一緩衝段(buffer section) 1300。圖中以虛線沿著液流方向大 致區分FBR 1001的此些構造區段。 反應段1100事實上是為本發明FBR 1001的主要反應構 件，其係由反應器核心組件(reactor core assembly) 1101所構 成。在本發明之較佳實施例之中，反應器核心組件1101可包 含一或多組的反應單元(reactionunits)如圖1中所顯示之二組 反應單元1110及1120。每一反應單元各包含有至少一處理液 饋入組件(process solution influent feed assembly)及至少一反應 劑供應組件(reagent supply assembly)。例如，圖1之實施例中 顯示反應段1100之反應單元1110包含有一處理液饋入組件 1111及一反應劑供應組件1114。反應單元1120則包含有一處 理液饋入組件1121及一反應劑供應組件1124。 1280951

每一處理液饋入組件係由一組連接至FBR 1001本體之外 的配管及配管上所適當分佈的多個噴嘴所構成的。例如，處理 液饋入組件1111包含了配管1111T及沿其管路排列的多個處 理液噴嘴1111N，處理液饋入組件1121則包含了配管1121T 及多個處理液噴嘴1121N。 另一方面，每一反應劑供應組件則是由一組亦連接至FBR 1001本體之外的配管及配管上所適當分佈的多個噴嘴所構 成。例如，反應劑供應組件1114包含了配管1114T及沿其管 路排列的多個反應劑噴嘴1114Ν,反應劑供應組件1124則包 含了配管1124Τ及多個反應劑噴嘴1124Ν。 注意到圖中所顯示的配管係為單圈圓形配管，但如同可以 理解的，只要有助於處理液與反應劑的充份混合，任合形狀的 配管以及噴嘴分佈形態，皆是屬可行的作法。此外，每一反應 單元中的個別處理液饋入組件係可用以分別對反應器供應不 同濃度的處理液。如此，本發明之反應器便可以適用於濃度範 圍極大的處理原液之處理應用用途。一般性的原則是，較低濃 度的處理液可由位處較下游(即較上方)的組件來供應，而較高 濃的處理液則應由較上游(較下方)的組件供應。此種作法可令 較高濃度的處理液流經相對較長的流路，以便有機會充份與反 應劑供應組件所供應的反應劑進行化學反應。 反應穩定段1200基本上是一段沿著主體流路方向逐漸增加 1280951

流路面積的柱狀管體圖1之實施例中顯示其反應穩定段1200 係具有圓錐體的一個段落的形狀。此種構造可令流經其中的處 理液順著流路的方向，由於流路面積加大而逐漸減緩其流速。 緩衝段1300之作用係在為經化學反應後的處理液，提供排 出FBR 1001之前的一段緩衝距離，其基本上可以是一段單純 的圓柱形管體。本發明之製程水溶液處理系統，其主要反應單 元FBR 1001係屬一種高效能最佳化之反應單元，系統中之處 理液只須流經反應單元一次，不需重覆循環回到反應單元，便 能獲得完全的處理效果。在圖1之實施例之中，FBR 1001的 主要處理反應，如伺前述，主要係於反應段1100所涵蓋之反 應區(reaction zone) 1100A之中進行並完成的。殘餘的反應可 以在反應穩定段1200中充份進行。若因上游製程條件的變 動，處理液本身的成份亦大符變動，緩衝段1300便可以提供 緩衝，確保通過緩衝段1300後排出的處理液能夠保持一定的 處理水準。 主迴流饋注段1400,如圖1之實施例所顯示的，係為連接 於FBR 1001本體最下端的一段向下縮小的錐形構造。在本發 明之處理系統之中，主迴流饋注段1400係為整個FBR 1001 内流通的處理液的主要供應來源。在典型的廢液處理應用之較 佳實施例之中，主迴流饋注段1400可能會提供多達六分之五 的回流水的流量。 12 1280951

注意到主迴流饋注段1400與反應段1100之間係以反應器 底板1105實質地互相隔開。底板1105以下的空間1400A係作 為迴流分配區，而反應器底板1105上則適當地分佈配置有多 個迴流液分配噴嘴1108。透過此些迴流液噴嘴1108,系統可 以經由主迴流饋注段1400其錐形構造錐尖底部的重力逆止閥 (checkvalve) 1411,將FBR 1001本身將其緩衝段1300所輸出 之迴流液饋注回到主處理液流之中。 主迴流饋注段1400的此種迴流饋入，至少有兩個主要目 的。其一係在於適當地稀釋系統所要處理，即經由處理液饋入 組件(1111等)而饋入系統内之處理液，以使系統得以在最佳條 件之下操作。另一目的係在於維持適當之處理液流速，以使處 理反應所形成之晶粒，得以相對對地零速度而實質地懸浮於反 應單元1100内的反應區;1100A之内。如同可以理解者，要形 成晶粒懸浮的反應區1100A，則晶粒的沉降速度須與處理液之 流速達成平衡。 主迴流饋注段1400的迴流饋入，至少亦可有另一目的，即 對處理液加入其他必要的化學反應劑與/或其他有助於主反應 的，諸如輔助攪拌混合的物理作用氣體，例如空氣，或用於殺 菌用的臭氧等。如同後面將說明的，透過一個與主迴流液供應 管路混合的供應管，便可以在控制之下供應此些調節氣/劑/ 液。當然，在不進行此些額外的調節時，該個混合管道是關閉 13 1280951 的。主迴流饋注段1400在其錐形構造的錐尖底部的逆止閥 1411，除了隨需求而供應調結液之外，亦可以，例如，於FBR 1001進行維修時，用於排空FBR 1001本體内的處理液。 圖1之實施例FBR 1001，於反應段1100的接近底部之處， 可以裝設一根反應產物排放管(reaction product discharge port) 1109。製程水溶液經過與反應劑進行化學反應之後所形成之結 晶體，可經由此反應產物排放管排出。視結晶物之性質而定， 此排出之反應產物可以經過再處理，而成為有價值之原料，或 成為適於掩埋的無害底泥。 另一方面，FBR 1001亦可在主迴流饋注段1400的柱體上 接近底部之處裝設一根汙泥排放管1421。FBR 1001的持續長 時間反應所累積於主迴流饋注段1400内的底汙泥，可以經由 此汙泥排放管1421而排出。 圖2顯示本發明較佳實施例之製程水溶液處理系統，其流 體化床反應器内外之液流系統。FBR 1001作為本發明流體化 床製程水溶液處理系統之反應單元，係由反應段1100中所安 排之多組反應單元(諸如圖1中所顯示之多組反應單元1110及 1120等)來供應處理流體及必要之化學反應劑。有必要時，主 迴流饋注段1400亦可對FBR 1001中之主流體供應必要之調節 性的反應劑，或其他諸如增進攪拌混合作用的氣體等。 製程水溶液，作為本發明系統之處理液，係在FBR 1001的 14

1280951 反應段1100内進行主要的化學反應。當處理液上流至反應穩 定段1200時，由於液流截面積加大，流速減緩，故而有機會 充份完成化學反應，以便在緩衝段1300的緩衝距離之下，確 保處理後排出的水質能夠符合要求。 圖2顯示一個配管系統150Q包含處理液供應配管系1510 及反應劑供應配管系1520,係透過一個控制閥系統而分別對 每一組的反應單元1110，1120，…及1130供應處理液及反應 劑。例如，處理液供應配管系1510可分別通過受控的閥1116, 1126, ···及1136而分別對各反應單元(1110, 1120等)的處理 液饋入組件1111，1121,…及1131供應處理液。另一方面， 反應劑供應配管系1520則可分別通過受控的閥111δ 112δ ... 及1139而分別對各反應單元的反應劑供應組件1114 1124 ··· 及1134供應反應劑。 控制閥系統中的每一個控制閥，即圖中之1116, 1126, ... 及1136，1129，以及m9，1129···及1139等，係可依處理液 的實際狀態，立用真時控制而即時地分別個別開啟，關斷或適 當地控制流量，以便以最佳配方為每一個反應單元1110, 1120, ...及1130供應比例適量之處理液及反應劑。如此即可 以確保每一個反應單元1110, 1120,…及1130的個別反應區 域内皆得以達成反應的最佳化。閥系統的開啟及關斷控制可利 用後面所將詳細說明的即時感應監控系統進行最佳化控制。 15 1280951 配管系統1500更包含有一個回流水配管系1530及一個放 流水配管系1540。注意到回流水配管系1530及放流水配管系 1540係分別由FBR 1001的緩衝段1300的頂端接管。如此便 可以在有需要時接引良好水質的回流水來進行處理液的稀釋。 圖3之橫截面圖顯示本發明製程水溶液處理系統其流體化 床反應器之反應單元之一較佳實施例構造。如同圖1及2中所 顯示的，本發明流體化床製程水溶液處理系統之中心，即反應 器核心組件1101，係可由多個結構相同的反應單元/沿著反 應器内處理液的基本液流上下游方向串接而成。依據系統所需 處理之能量而定，反應器核心組件使用單獨一個反應單元，亦 可以串接二個以上的反應單元，端視每一個別反應單元的單位 處理能量而定。例如，圖1所顯示之反應器核心組件1101即 使用了二個反應單元1110及1120。 如圖3之截面圖所顯示的，反應單元1110在其柱形(較佳者 為圓柱形)的槽體1102之内包含有兩種組件，即處理液及反應 劑之饋入供應組件。圖3之實施例之中，處理液之饋入組件包 含有組件1111，1112,…及1113等，而反應劑供應組件則包 含有1114及1115等。如同圖1中所說明的，每一個處理液饋 入組件及反應劑供應組件各係由一個供應管格及多個適當分 佈於管格上的供應噴嘴所構成的。 處理液及反應劑的所有此些饋入及供應組件，如圖所示， 16 1280951

係沿著反應單元1110内之處理液流方向，依適當間隔而安裝 於槽體1102之内β在圖3之實施例之中，處理液饋入組件 1111, 1112,…及1113等係安裝於反應單元m〇内由下向上 液流的上游，而反應劑供應組件1114及1115等則相對安裝於 下游。反應單元1110内之兩種組件可以依任何適當的間插或 群組集中的方式排列於槽體1102之内。其排列方式主要的考 量係在於可令各噴嘴所噴出之處理液及反應劑達成最大亂 流，以便在FBR系統的主迴流饋注段1400所饋注的大流量迴 流液之中使兩者充份混合，達成最大程度的化學反應。 例如，圖4之橫截面圖顯示具有一高濃度1111及一低濃度 處理液饋入組件1112之一反應單元110之實施例構造。處理 液饋入組件1111可對反應單元1110饋入較高濃度的處理液， 而組件1112則用以饋入較低濃度之處理液。如同前述，此種 設計可令較高濃度的處理液得以行經較長的流路，有機會充份 形成亂流，以與反應劑供應組件1114所供應的反應劑達成最 大程度的化學反應。圖4中之反應單元設計可使本發明之系統 有能力適應處理液的，由低濃度到高濃度的較大濃度變動範 {J 圍。 圖5之橫截面圖顯示具有多層連結反應單元ιιια ιΐ2α… 及1130之反應器核心組件1101之實施例構造。此反應器核心 組件1101係由多個與圖4所示者相似之反應單元所串接組 17 1280951 成。圖5中之反應器核心組件1101之處理能量，實質上係為 其每一個單位反應單元之處理能量的總和。由於主迴流饋注段 1400所饋注的迴流液係為整體處理液流的主要流量部份，因 此每一反應單元内的流速，雖依上下游位置而有所不同，但其 差異不大。其間之流速差異，事實上有助於反應晶粒在整個反 應區1100A内的充份移動，有助於晶粒之形成。 圖6顯示依據本發明較佳實施例之一流體化床製程水溶液 處理系統。圖中大致以參考標號1000標示之製程水溶液處理 系統包含有一個流體化床反應器FBR 1001。圖中未顯現的某 種工業製程設施，做為製程水溶液之來源，對此反應器1001 饋入處理液。 FBR 1001係連結至一個配管網路1500上，透過數個混接 配管的混合器(mixer) 1562及1564等，整個系統1000的操作 係利用數個控制閥來進行控制調節。如同後面所將說明的，此 些控制閥可以依附於動力泵161G 162G 1631及1632等之上 泵的發動即同時開啟其所依附之閥，泵的關斷則同時將閥關 閉。 圖6所顯示本發明流體化床製程水溶液處理系統之實施例 之中，1610係裝設於處理液供應配管系1510上，泵1620係 裝設於反應劑供應配管系1520上，而泵1631及1632則係裝 設於回流水配管系1530上，分別通過混合器1562及1564而 18 1280951

對處理液供應配管系1510内的原始處理液及主迴流饋注段 1400的供水進行稀釋調節。 在圖6之議統之中，如同前述，混合器1564可用以在必要 時供應調節反應所需之氣液及劑等。例如，透過混合器1564, 用以殺菌或將低總有機碳(TOC, total organic content)量之臭氧 可以進入主迴流之中。此外，混合器1562則容許系統之主處 理液在進入FBR 1001之前，得以先行調節其濃度。 圖7顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，並 以即時控制系統應用回收水進行處理之一製程水溶液處理系 統之流路圖。如圖所示，系統1〇〇〇包含有一反應控制器1700, 利用分別配置於每一動力泵1610, 1620, 1631及1632等之處 的感應器1610S，1620S，1631S及1632S而分別收集各對應 配管1510, 1520, 1531及1532上的水質資料。所有收集到的 感應器資料係透過控制感應配線電路1701而傳回反應控制器 1700。反應控制器1700根據預先設定之反應設計條件，便可 以利用此些資料進行計算。依據計算結果，反應控制器Π00 便可以透過控制配線1702而分別利用各動力泵1610, 1620, 1631 及 1632 上的控制器 1610C，1620C, 1631C 及 1632C, 而分別控制各動力泵，以進行啟動或關斷的控制。在典型的實 施例之中，各動力栗1610，1620，1631及1632可以是利用變 頻馬達區動的泵，利用變頻控制，動力泵的泵動流量即得以精 19 1280951

確控制。當泵速為零，泵停機時，即實質等於關斷了流路上的 閥。 本發明之流體化床製程水溶液處理系統，其操作方法之基 本原理，如同前述，係以系統之中各個關鍵位置所裝設之各種 相關流量，濃度，及酸鹼度等監測感應儀器收集各個操控資 訊。利用收集到的資訊，即可以應用預定之數學模式進行分析 計算，並根據分析計算結果，利用裝設於系統中之對應節點上 的各種泵，閥與/或混合器等流量控制元件，進行處理液及反 應劑/液的流量，濃度及酸鹼度等的調節，以進行即時的反應 最佳化控制。本發明系統此種操控方法之結果，便可以達成整 體系統的最佳化操作狀態。當然，隨著操作目的之不同，系統 最佳化的目標可能是最少用水量，最少用劑量，或最大反應結 晶速率，甚或其中的數個參數的最佳組合。例如，以後面所將 說明描述之系統為例，在半導體元件製造廠的情況之中，系統 所追求的最佳化可能是最少的用水量。 圖8之流程圖即顯示依據：φ:發明一較佳實施例，用於處理 諸如半導體，液晶顯示板(LCD，liquid crystal display)，以及鋼 鐵廠等製程設施所排放之含氟廢水之一處理系統2000之處理 流程。在此應用例之中，本發明類如圖7中之系統可以做為工 廠2800含氟製程排液之處理系統的核心1000。此工廠2800 典型地可為，例如，排出高、中、低濃度的含氟廢液，分別收 20 1280951

集於高、中及低濃度含氟廢水儲槽2802, 2803及2804之中。 此些不同濃度的含氟廢水在控制之下先於pH值調節槽2515 内進行pH值的調控，之後再進入調勻槽2510内充份混合調 勻。調勻後的處理液便可作為本發明系統1000的原料處理 液，依前述方法進行處理。 另一方面，本發明之流體化床反應系統用於廢液除氟之用 途時所須使用之典型反應劑，即選定濃度之氯化鈣(CaCl2)溶 劑，可由氯化鈣濃度調節槽2520供應。調節濃度後之氯化鈣 溶液可以直接供應給本發明之系統1000。氯化鈣濃度調節槽 2520内的氯化鈣溶液則可利用工廠的回收水儲槽2801,適當 地混合由氯化鈣原料儲槽2525所供應的反應劑原料，以調製 所需濃度的氯化鈣溶劑供本發明之系統1000處理所用。 例如，圖9顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基 礎，用於處理諸如圖8中之工廠含氟廢水之一處理系統。圖9 中之系統3000係與圖7中之系統1000相似同樣運用了以微 電腦控制系統為荸礎的反應控制器1700,以便進行即時控制， 使系統之處理隨時維持在最佳反應條件之下，達成系統操作之 最佳化。 在本發明之流體化床製程水溶液處理系統應用於含氟製程 排液之氟化鈣結晶除氟應用用途之一較佳實施例之中，系統的 典型FBR係具有0.6~3m的内徑，4~8m的高度，其中之含氟 21 1280951

處理液的原液濃度約在0.8〜2kg/hi>m2之間，其在FBR反應區 内的流速係控制在30〜120m/hr的範圍，且系統中的Ca/F莫耳 比(mole ratio)約在 0.6〜2.0。 雖然本發明已配合圖式以較佳賨施例揭示如上，然其並非 用以限定本發明。例如，本發明之說明雖然以含氟廢水為例進 行詳細說明,但本發明之流體化床製程水溶液處理系統及其方 法，如同可以理解的，同樣亦可適用於其他諸如含重金屬或有 機物製程排液或廢液之處理。例如，雖然含氟離子及重金屬離 子的處理液之處理其最佳化控制須包含反應段中流速的精確 控制以例固形結晶反應物之懸浮，但有含有機物處理液之處理 則可令其氣態反應tl由反應器之處理液液面直接消散出來。因 此，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍之情況 下，當可進行此類更動與變化，因此本發明之保護範圍當以後 附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 本發明之其他目的、特徵及優點將配合所附圖式，利用較 佳但非限定本明範疇之實施例進行詳細說明。圖式之中： 圖1之透視圖顯示依據本發明一較佳實施例之製程水溶液 處理系統，其流體化床反應器之構造； 圖2顯示本發明較佳實施例之製程水溶液處理系統，其流 體化床反應器内外之液流系統； 22 1280951 圖3之橫截面圖顯示本發明製程水溶液處理系統其流體化 # 床反應器之反應單元之一較佳實施例構造； 圖4之橫截面圖顯示具有一高濃度及一低濃度處理液饋入 組件之一反應單元之實施例構造； . 圖5之橫截面圖顯示具有多層連結反應單元之反應器核心 組件之實施例構造r * 圖6顯示依據本發明較佳實施例之一流體化床製程水溶液 φ 處理系統； 圖7顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，並 以即時控制系統應用回收水進行處理之一製程水溶液處理系 統之流路圖； • 圖8為一流程圖，其中顯示依據本發明一較佳實施例，用 _ 於處理工廠製程設施所排放之含氟廢水之一處理系統之處理 流程；與 圖9顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，用 於處理含氟廢水之一處理系統。 【主要元件符號說明】 ^ 1000, 2000, 3000 • 1001

1100, 1100A 1101 Φ 1102 流體化床製程水溶液處理系統 FBR，流體化床反應器 反應段，反應區 反應器核心組件 反應器核心組件槽體 23 1280951

1105 反應器底板 1108 迴流液分配噴嘴 1109 反應產物排放管 1110, 1120, 1130 反應單元 1111， 1112, 1113 處理液饋入組件 1111N，1112N，1113N 處理液分配噴嘴 1111T, 1112T, 1113T 處理液供應管格 1114, 1115 反應劑供應組件 1114N，1115N 反應劑分配噴嘴 1114T，1115T 反應劑分配管格 1116, 1117, 1118 處理液饋入控制閥(高，中，低濃度) 1119 反應劑供應控制閥 1121，1122, 1131，1132 處理液饋入組件 1125, 1135 反應劑供應組件 1200, 1200A 反應穩定段，反應穩定 1300, 1300A 緩衝段，緩衝區 1400,1400A 主迴流饋注段，迴流分配區 1411 逆止閥 1421 污泥排放管 1500 配管網路，配管系統 1510 處理液供應配管系 1511 處理液供應管 1520 反應劑供應配管系 24 1280951 1521

反應劑供應管 回流水配管系 主迴流供應管 調節液供應管 放流水配管系 (配管)混合器 泵 1530 1531 1532 1540 1562,1564 1610, 1620,1631，1632 1700 反應控制器

1701 感應配線電路 1702 控制配線電路

25

Claims (1)

1280951 十、申請專利範圍： 1. 一種用於工業製程水溶液處理系統之流體化床反應器，該 處理系統之一配管網路包含有一處理液供應配管系及一反應劑供 應配管系，可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應劑，以 反應處理該工業製程水溶液而排出淨水；該流體化床反應器包含 有：

一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構 成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水；該至少一反 應單元内包含： 至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管 系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴嘴；與 至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管 系的一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴；其中 該些配管上之該些噴嘴之散佈以最佳化反應條件將該處理液 及該反應劑與該迴流水充份混合，以充份反應而於該反應段内處 理液流中形成反應物，且該流體化床排出不含該反應物之處理液 為該排出淨水。 2. 申請專利範圍項1之流體化床反應器，更包含有： 一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之 處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面， 以減緩該處理液流之流速。 26 1280951 3.申請專利範圍項2之流體化床反應器，其中該反應物係為 ® 不溶水之固形結晶物，且該反應穩定段内減緩之該處理液流之 流速延長反應時間，增加反應率，減少反應殘餘，並阻絕該些反 應結晶隨該處理液流離開該反應穩定段。 - 4.申請專利範圍項2之流體化床反應器，其中該反應物係為 . 不溶於水之氣態反應物，且該反應穩定段内減緩之該處理液流之 流速延長反應時間，增加反應率，減少反應殘餘。 春， 5.申請專利範圍項1之流體化床反應器，更包含有： 一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸 出之處理液流並予緩衝，以排出處理完成之該淨水。 ^ 6.申請專利範圍項1之流體化床反應器，更包含有： 一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與 v 該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由散佈於 .該底板上之複數個迴流液噴嘴而對該反應段供應該迴流水。 φ 1.申請專利範圍項1之流體化床反應器，其中該主迴流饋注 段所供應予該反應段之該迴流水佔該反應段内所流動之該處理液 之主要部份。 8.申請專利範圍項7之流體化床反應器，其中該反應物係為 不溶於水之固形結晶物，且該主迴流饋注段所供應予該反應段之 該處理液之主要部份在該反應段内維持處理液之流速，以使處理 蠢 反應所形成之該些反應物之晶粒之沉降速度與該處理液之流速達 27 128095ϊ 成平衡，而得以相對對地零速度而實質地懸浮於該反應單元内。 ® 9. —種用於工業製程水溶液處理系統之流體化床反應器，該 處理系統之一配管網路包含有一處理液供應配管系及一反應劑供 應配管系，可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應劑，以 • 反應處理該工業製程水溶液而排出淨水；該流體化床反應器包含 • 有： 一反應段,由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構 Φ 成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水；該至少一反 應單元内包含至少一處理液饋入組件及至少一反應劑供應組件， 其中該每一處理液饋入組件包含有連接至該處理液供應配管系的 •一處理液配管及其上散佈的複數個噴嘴，該每一反應劑供應組件 包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散佈的 - 複數個噴嘴；且該些配管上之該些噴嘴之散佈可將該處理液及該 . 反應劑與該迴流水充份混合，且充份反應而於該反應段内之處理 φ 液流中形成反應物； 一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之 處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面， 以減緩該處理液流之流速； * 一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸 出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及 _ 一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與 28 1280951 該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由散佈於 ® 該底板上之複數個迴流液噴嘴而對該反應段供應該迴流水。 10.申請專利範圍項9之流體化床反應器其中該主迴流饋注 段所供應予該反應段之該迴流水佔該反應段内所流動之該處理液 - 之主要部份。 ， 11. 一種流體化床製程水溶液處理系統用於工業製程水溶液 之處理，包含有： • 一配管網路，包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管 系，可分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液 而排出淨水；與 ^ 一流體化床反應器，包含有一反應段，由包含至少一反應單元 的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入 ^ 做為迴流水；該至少一反應單元内包含至少一處理液饋入組件， …包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散佈的 • 複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑 供應配管系的一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴；其中該些 . 配管上之該些噴嘴之散佈可將該處理液及該反應劑與該迴流水充 份混合，且充份反應而於該反應段内之處理液流中形成反應物， 以排出處理液為處理完成之淨水。 12·申請專利範圍項11之處理系統，其中該流體化床反應器 φ 更包含有一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所 29 1280951

輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路 截面，以減緩該處理液流之流速。 13. 申請專利範圍項11之處理系統，其中該流體化床反應器 更包含有一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定 段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水。 14. 申請專利範圍項11之處理系統，其中該流體化床反應器 更包含有一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器 底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由 散佈於該底板上之複數個迴流液噴嘴而對該反應段供應該迴流 水。 15. 申請專利範圍項11之處理系統，其中該主迴流饋注段所 供應予該反應段之該迴流水佔該反應段内所流動之該處理液之主 要部份。 16. —種流體化床製程水溶液處理系統用於工業製程水溶液 之處理，包含有： 一配管網路，包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管 系，可分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液 而排出淨水；與 一流體化床反應器，包含有： 一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所 構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水；該至少 30 1280951

一反應單元内包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該 處理液供應配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴 嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配 管系的一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴；且該些配管上 之該些噴嘴之散佈可將該處理液及該反應劑與該迴流水充份 混合，且充份反應而於該反應段内之處理液流中形成反應物； 一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸 出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐加大之流路 截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些反應結晶隨該 處理液流離開該反應穩定段； 一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段 所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及 一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底 板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由 散佈於該底板上之複數個迴流液噴嘴而對該反應段供應該迴 流水。 17·申請專利範圍項16之處理系統，其中該主迴流饋注段所 供應予該反應段之該迴流水佔該反應段内所流動之該處理液之主 要部份。 18· —種流體化床含氟製程水溶液處理系統用於工業製程含 氟水溶液之處理，包含有： 31 1280951 一配管網路，包含有一含氟處理液供應配管系及一氯化鈣反應 ^ 劑供應配管系，可分別供應含氟處理液及氯化鈣反應劑，以反應 處理該工業含氟製程水溶液而排出淨水；與 一流體化床反應器，包含有： . 一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所 . 構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水；該至少 一反應單元内包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該 • 處理液供應配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴 嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配 管系的一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴；且該些配管上 ^ 之該些噴嘴之散佈可將該含氟處理液及該氯化鈣反應劑與該 迴流水充份混合，且充份反應形成氟化鈣反應結晶懸浮於該反 ^ 應段内之處理液流中； - 一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸 φ 出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路 截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些氟化鈣反應結 β 晶隨該處理液流離開該反應穩定段，· 一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段 所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及 一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底 I 板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由 32 1280951

散佈於該底板上之複數個迴流液嘖嘴而對該反應段供應該迴 流水。 19. 一種流體化床含重金屬製程水溶液處理系統用於工業製 程含重金屬水溶液之處理，包含有： 一配管網路，包含有一含重金屬處理液供應配管系及一反應劑 供應配管系，可分別供應含重金屬處理液及反應劑，以反應處理 該工業含重金屬製程水溶液而排出淨水；與 一流體化床反應器，包含有： 一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所 構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水；該至少 一反應單元内包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該 處理液供應配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴 嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配 管系的一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴；且該些配管上 之該些噴嘴之散佈可將該含重金屬處理液及該反應劑與該迴 流水充份混合，且充份反應形成反應結晶懸浮於該反應段内之 處理液流中； 一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸 出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路 截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些反應結晶隨該 處理液流離開該反應穩定段； 33 1280951

一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段 所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及 一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底 板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由 散佈於該底板上之複數個迴流液噴嘴而對該反應段供應該迴 流水。 20. —種流體化床含有機物製程水溶液處理系統用於工業製 程含有機物水溶液之處理，包含有： 一配管網路，包含有一含有機物處理液供應配管系及一反應劑 供應配管系，可分別供應含有機物處理液及反應劑，以反應處理 該工業含有機物製程水溶液而排出淨水；與 一流體化床反應器，包含有： 一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所 構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水；該至少 一反應單元内包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該 處理液供應配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴 嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配 管系的一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴·，且該些配管上 之該些噴嘴之散佈可將該含有機物處理液及該反應劑與該迴 流水充份混合，且充份反應而於該反應段内之處理液流中形成 氣態反應物； 34 1280951 一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸 出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路 截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些反應結晶隨該 處理液流離開該反應穩定段； 一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段 所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水，並由液面排出 該氣態反應物；及 一主迴流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底 板與該反應段隔_^，装受該緩衝段所輸出之該迴流水，並經由 散佈於該底板上之複數個迴流液噴嘴而對該反應段供應該迴 流水。

35 1280951 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖爲：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 1001 FBR，流體化床反應器 1100 反應段，反應區 1101 反應器核心組件 1110, 1120 反應單元 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明_的化學式: