TWI762222B - 生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法 - Google Patents
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Abstract
一種生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法，包括由生物反應裝置、過濾裝置、電化學離子捕捉裝置及濃縮液迴流裝置所組成，其將廢水及污水導入進生物反應裝置進行降解，形成第一淨化，並再經由過濾裝置流入電化學離子捕捉裝置以執行第二淨化，並藉由該第二淨化後分流排出淨水，達到廢水及污水淨化之效果。藉由改變電化學離子捕捉裝置之電壓得以選擇排出淨水或濃縮液，而濃縮液係為高濃度營養鹽，再藉由濃縮液迴流裝置重新導回該生物反裝置，以供置於該生物反裝置之微生物利用，並以達到濃縮液再淨化之效果。
Description
本發明係為一種整合式廢水及污水處理系統及其方法，尤指一種廢水及污水處理裝置，結合生物處理技術(鹽類處理)及使用電化學離子捕捉裝置之技術，以達到有效淨化廢水及污水成為乾淨的出流水，其可符合在再生利用標準。
一般來說，針對廢水及污水的處理方式，主要採用添加化學藥劑的方式來對生活上的廢水及污水及工業廢棄廢水及污水進行處理，主要以分離廢水及污水中的固體污染物以降低水中的有機污染物和主要為氮、磷化合物的富營養物，並減少廢水及污水中有害及廢棄的物質，而其廢水及污水必須經過多重過濾以及淨化後才可能可以達到有如淨水的成效。
在廣義上，廢水及污水處理包括工業廢水、都市污水、家庭污水等的淨化處理，而污水基本上指的是在產業以外所產生含有污染物之水，如一般日常生活中所產生的生活污水，而廢水指的則是在於製造、操作、自然資源開發產業之過程中或作業環境所產生含有污染物之水，如工業廢水及農業廢水，而畜牧業則屬於產業製造及操作中所產生的污染水，在大部分處理過程中，一部分含有有機污染物和富營養物的工業廢水會通過水資源回收中心進行二次處理來減少有機污染物排放量，而典型的生活污水處理廠(水資源回收中心)常包含一級以及二級處理之過程，污水經地下管路進入處理廠，由隔柵過濾去除其中較大的固體物，如泥沙、紙張、塑料等，再進入第一級沉澱池(稱為預沉池、一沉池)，污水在預沉池中停留數小時，待其中固體污染物沉降後，則進入二級生物化學處理反應池，基本上，在二級反應池中是採用不同的處理手段，二級反應池可以為好氧型曝氣池、或厭氧型生物濾池(滴濾池)等，一般來說污水，在曝氣池中大量通入空氣以促進好氧細菌的生長，細菌在生長的過程中以水中有機污染物及營養鹽為食，達到水質淨化的效果。細菌大量增長後形成污泥狀懸浮物，此時將污水引入第二級沉澱池，並將細菌和其他微生物為主的污泥沉降。一般較具有規模的第二級污水處理廠，經過處理後的污水在視覺、嗅覺上較可以達到與清水相近的程度。但根據不同水質需求，可將污水進一步導入三級處裡程序，例如過濾、混凝沈澱、離子交換、活性碳吸附、逆滲透、生物除氮和除磷等程序，以提高出水水質，可達到污水再利用，但是經由一級到三級處理的過程太為冗長，所消耗的成本也隨之增加。
由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。
有鑑於此，為改善處理廢水及污水時需要靜置等待沉澱需較耗時間且過於冗長，藉以改善所增加之不必要的成本，同時改善於生物反應裝置中氮物質去除效果低下及電化學離子捕捉裝置無法去除有機物之問題。
本發明的主要目的，在於使含有機物及含氮物質之廢水及污水導入一生物反應裝置內，並藉由充氧環境之微生物得以進行有機物降解及將氨氮轉化為硝酸、亞硝酸鹽類之能力，並藉於厭氧及缺氧環境之微生物得以使有機物降解並將硝酸、亞硝酸鹽類轉化為氮氣，使含氮物質離開廢水及污水，達廢水及污水淨化效果之能力。
一種生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統，係包括一生物反應裝置，係利用於該生物反應裝置中生長的微生物對導入之廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態的轉換，其中包括一槽體單元，係設置於該生物反應裝置中，以儲存具有該微生物之生物污泥，並由一入水口接收由外部導入之該廢水及污水；一供氧單元，係設置於該生物反應裝置中，並與該槽體單元連接，並得以藉由外部設定使該生物反應裝置內部產生具有充氧之環境以及厭氧或缺氧之環境；一過濾裝置，係連接於該生物反應裝置後端之外部，得以將流經或流出該生物反應裝置之液體進行固液分離，其得以為具微孔狀之管狀纖維束或具有微孔片狀之纖維膜；一電化學離子捕捉裝置，例如電容去離子裝置(CDI)、電容電極去離子裝置(BDI)等，係與該過濾裝置連接，並接收經該過濾裝置過濾後之液體，其以藉由切換電壓使該電化學離子捕捉裝置執行濃縮液分離，並將分離後之濃縮液經由一出流端導出該電化學離子捕捉裝置，並另有分離後之乾淨的出流水藉以一出水口導出該電化學離子捕捉裝置，其中包括一電極單元，係設置於一流道單元中，並具有複數個孔洞；該流道單元，係具有一相互對應之進流端以及該出流端，其中該進流端係連接於該過濾裝置之後端，並將通過該過濾裝置且固液分離後之液體導進進流端中，該液體流經該流道單元後，藉由該電極單元使該液體進行濃縮液分離，進而將分離後之濃縮液藉由該出流端導出，而分離後之乾淨的出流水則藉以該出水口導出；一濃縮液迴流裝置，係以其中一端連接該電化學離子捕捉裝置，而相對該電化學離子捕捉裝置之一端則與該生物反應裝置相接，以形成一單向迴路，其中該單向迴路係為一具有閥門或流量調整設備之管線單元管線，以將該出流端導出之該濃縮液導回該生物反應裝置中，以供該微生物利用，藉以達到濃縮液之再淨化。
在本發明的一個實施例中，該生物反應裝置內之生物，係需包含得以進行生物有機質降解或硝化作用或脫硝作用或去除含氮營養鹽能力之微生物。
在本發明的一個實施例中，該高濃度營養鹽，係為氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽類。
在本發明的一個實施例中，該過濾裝置，另得以設置於該生物反應裝置內部且相對該入水口之一側。
在本發明的一個實施例中，該濃縮液分離後之該濃縮液，係為具有高濃度營養鹽含量之濃縮液。
一種生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理方法，係包括：
步驟1、 藉由一入水口將含有機物及含氮物質之外部廢水及污水導入一設置於一生物反應裝置中之槽體單元；
步驟2、 利用一設置於該生物反應裝置中之供氧單元，使該生物反應裝置內部產生具有充氧之環境以及厭氧或缺氧之環境；
步驟3、 利用於該生物反應裝置中所生長的微生物對導入之該廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態的轉換，形成第一淨化；
步驟4、 藉由該第一淨化後之水源導出該生物反應裝置並經由一過濾裝置流至一電化學離子捕捉裝置，其該裝置得以為電容去離子裝置(CDI)、電容電極去離子裝置(BDI)等，以進行第二淨化；
步驟5、 該第二淨化係藉由該電化學離子捕捉裝置利用切換電壓使該電化學離子捕捉裝置執行濃縮液分離，其分離後之液體則分為濃縮液及淨水；
步驟6、 該濃縮液則經由一出流端導出該電化學離子捕捉裝置，並藉由一濃縮液迴流裝置將該濃縮液重新導回該生物反應裝置中，供該微生物再次利用，藉以將該濃縮液再次淨化；
步驟7、 而於分離後且淨化過之淨水則藉以一出水口導出該電化學離子捕捉裝置，形成乾淨出流水，以符合再生利用之標準。
在本發明的一個實施例中，該第一淨化，係將具有有機物及含有如氨氮之氮物質之該廢水及污水導入至該生物反應裝置內，使位於充氧環境中之微生物使有機物進行降解以及將氨氮轉化為硝酸、亞硝酸鹽類，而厭氧及缺氧環境之微生物則得以使有機物降解並將硝酸、亞硝酸鹽類轉化為氮氣，藉使含氮之物質離開該廢水及污水，形成第一淨化。
在本發明的一個實施例中，該第二淨化，係利用該電化學離子捕捉裝置進行鹽類(包含含氮鹽類)之捕捉，以達到鹽類從該水源中分離之效果，將該水源導入至已通電之電化學離子捕捉裝置之一流道單元時，該水源中帶電之離子(包含含氮鹽類)得以被該電化學離子捕捉裝置捕捉，捕捉原理可為電吸附、氧化還原反應、離子嵌入主體晶格等方式，藉使水源中之鹽類得以脫除，藉此淨化該水源之水質，以獲得乾淨之乾淨出流水，以符合再生利用之標準。
在本發明的一個實施例中，該濃縮液分離，係當切換該電化學離子捕捉裝置之電壓時，大量的鹽類將於電極脫出至流經的液體中，以形成高濃度 鹽類濃縮液，該高濃度鹽類濃縮液係將由該濃縮液迴流裝置導流回入前端之該生物反應裝置中，以將該濃縮液進行再淨化程序。
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
請參閱圖1及圖2所示，本發明生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法之架構示意圖及另一架構示意圖，一種整合式廢水及污水處理系統，係包括一具有微生物之生物反應裝置(100)，並利用於該生物反應裝置(100)中生長的微生物對導入之廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態的轉換，並且該微生物得以具有進行生物有機質降解、硝化作用、脫硝作用及去除含氮營養鹽之能力，其中包括一設置於該生物反應裝置(100)中之槽體單元(110)，以儲存具有該微生物之生物污泥，並由一入水口(130)接收由外部導入之該廢水及污水；一設置於該生物反應裝置(100)中並與該槽體單元(110)連接之供氧單元(120)，並得以藉由外部設定使該生物反應裝置(100)內部產生具有充氧之環境以及厭氧或缺氧之環境；一連接於該生物反應裝置(100)後端之外部之過濾裝置(200)，得以將流經或流出該生物反應裝置(100)之液體進行固液分離，其內部得以為具微孔狀之管狀纖維束或具有微孔片狀之纖維膜等如砂濾、超過濾膜、MBR之類型裝置，但不以此為限，其該過濾裝置(200)或另得以設置於該生物反應裝置(100)內部且相對該入水口置(130)之一側；一與該過濾裝置(200)連接並接收經該過濾裝置(200)過濾後之液體之電化學離子捕捉裝置(300)，以藉由切換電壓使該電化學離子捕捉裝置(300)執行濃縮液分離，並將分離後之具有高濃度營養鹽含量之濃縮液經由一出流端(330)導出該電化學離子捕捉裝置(300)，其中該高濃度營養鹽係為氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽類，並另有分離後之乾淨的出流水藉以一出水口(340)導出該電化學離子捕捉裝置(300)，其中包括一設置於一流道單元(310)中之電極單元(311)，並具有複數個孔洞；而該流道單元(310)，係具有一相互對應之進流端(320)以及該出流端(330)，其中該進流端(320)係連接於該過濾裝置(200)之後端，並將通過該過濾裝置(200)且固液分離後之液體導進進流端(320)中，該液體流經該流道單元(310)後，藉由該電極單元(310)使該液體進行濃縮液分離，進而將分離後之濃縮液藉由該出流端(330)導出，而分離後之乾淨的出流水則藉以該出水口(340)導出；一其中一端連接該電化學離子捕捉裝置(300)，而相對該電化學離子捕捉裝置(300)之一端則與該生物反應裝置(100)相接之濃縮液迴流裝置(400)，係以形成一單向迴路，其中該單向迴路係為一具有閥門或流量調整設備之管線單元(410)管線，以將該出流端(330)導出之該濃縮液導回該生物反應裝置(100)中，以供該微生物利用，藉以達到濃縮液之再利用及淨化。
一種生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理方法，係包括：
步驟1、 (S510)藉由一入水口將含有機物及含氮物質之外部廢水及污水導入一設置於一生物反應裝置中之槽體單元；
步驟2、 (S520)利用一設置於該生物反應裝置中之供氧單元，使該生物反應裝置內部產生具有充氧之環境以及厭氧或缺氧之環境；
步驟3、 (S530)利用於該生物反應裝置中所生長的微生物對導入之該廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態之轉換，形成第一淨化；
步驟4、 (S540)藉由該第一淨化後之水源導出該生物反應裝置並經由一過濾裝置流至一電化學離子捕捉裝置進行第二淨化；
步驟5、 (S550)該第二淨化係藉由該電化學離子捕捉裝置利用切換電壓使該電化學離子捕捉裝置執行濃縮液分離，其分離後之液體則分為濃縮液及淨水；
步驟6、 (S560)該濃縮液則經由一出流端導出該電化學離子捕捉裝置，並藉由一裝置將該濃縮液重新導回該生物反應裝置中，供該微生物再次利用，藉以將該濃縮液再次淨化；
步驟7、 (S570)而於分離後且淨化過之淨水則藉以一出水口導出該電化學離子捕捉裝置，形成出流水。
其中步驟3所述之第一淨化，係將具有有機物及含有如氨氮之氮物質之該廢水及污水導入至該生物反應裝置內，使位於充氧環境中之微生物使有機物進行降解以及將氨氮轉化為硝酸、亞硝酸鹽類，而厭氧及缺氧環境之微生物則得以使有機物降解並將硝酸、亞硝酸鹽類轉化為氮氣，藉使含氮之物質離開該廢水及污水，而形成第一淨化。
其中步驟4所述之第二淨化，係將該利用該電化學離子捕捉裝置進行鹽類(包含氮鹽類)之去除，將該水源導入至已通電之電化學離子捕捉裝置之一流道單元時，該水源中帶電之離子(包含氮鹽類)得以被該電化學離子捕捉裝置捕捉，捕捉原理可為電吸附、氧化還原反應、離子嵌入主體晶格等方式，但不限於此，使水源中之鹽類(包含氮鹽類)得以脫除，藉此淨化該水源之水質，以獲得乾淨之出流水，以達再生利用之標準。
再，所述之該濃縮液分離，係當切換該電化學離子捕捉裝置之電壓時，大量的鹽類將於電極脫出至流經的液體中，以形成高濃度鹽類濃縮液，該高濃度鹽類濃縮液係將由該濃縮液迴流裝置導流回入前端之該生物反應裝置中，以將該濃縮液進行再淨化程序。
由上述內容可以得知一種整合式廢水及污水處理系統，簡單來說，主要以生物反應裝置、過濾裝置、電化學離子捕捉裝置及濃縮液迴流裝置所組合而成，當由外部導入之廢水及污水進入生物反應裝置，通過過濾裝置，再流經電化學離子捕捉裝置後，即可導出淨水，達到廢水及污水淨化之效果。
而本案主要藉由改變電化學離子捕捉裝置之電壓，並可選擇排出淨水或濃縮液，其濃縮液含有高濃度營養鹽，如氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽類等，並可藉由濃縮液迴流裝置重新導回生物反應裝置內，提供置於該生物反應裝置之微生物利用進以達到濃縮液再淨化以及重新利用之效果。
其生物反應裝置內具有至少一槽體單元及至少一個之以任何形式呈現的供氧單元，且再該供氧單元空間中將具有充氧環境及厭氧或缺氧環境，該槽體單元內則存在生物污泥，並具有可進行生物有機質降解、硝化作用、脫硝作用、去除含氮營養鹽(氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽類)能力之微生物，其該生物反應裝置可藉由裝置中生長的微生物對廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態的轉換。
接著，該過濾裝置可設置生物反應裝置之內或連結於生物反應裝置之後，其內部為具有複數個微孔的管狀纖維束或具微孔片狀纖維膜，將流經生物反應模組之液體進行固液分離，而該過濾裝置也可為超過濾膜(UF膜)、或生物薄膜反應器(MBR)。
再，電化學離子捕捉裝置為連接於過濾裝置之後，將流出過濾裝置之液體直接導入電化學離子捕捉裝置中，其中包括含至少一電極單元以及一流道單元，該電極單元係設置位於流道單元中，並具有複數個孔洞，流道單元具有相對的一進流端以及一出流端，進流端連接於過濾裝置之後，通過過濾裝置之液體進入進流端，流經流道後從出流端排出，當電化學離子捕捉裝置處於通電狀態時，所排出之液體可為乾淨的出流水並藉由一出水口導出電化學離子捕捉裝置，藉以達到廢水及污水淨化之效果，並可藉由切換電壓使電化學離子捕捉裝置之出流端排出之液體為具有高營養鹽含量的濃縮液。
最後，濃縮液迴流裝置為具閥門或任何可調整流量設備的管線，並於其中一端連接電化學離子捕捉裝置，相對之另一端則與生物反應裝置連接，液體可單向由電化學離子捕捉裝置流入生物反應裝置內，並將電化學離子捕捉裝置排出之高濃度營養鹽濃縮液重新導回前端生物反應裝置供微生物利用，以達到濃縮液再淨化的效果。
總而言之，在含有機物及含氮物質(氨氮)之廢水及污水進入生物反應裝置內時，充氧環境之微生物具有使有機物降解及氨氮轉化為硝酸、亞硝酸鹽類之能力及效果，厭氧及缺氧環境之微生物具則使有機物降解並將硝酸、亞硝酸鹽類轉化為氮氣，使含氮物質離開廢水及污水，達廢水及污水淨化效果之能力即成效，即為第一淨化，然而生物反應裝置雖可去除大部分的有機物，但無法完整去除鹽類(包含氮鹽類)(氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽類)。因此生物反應裝置之導出的廢水及污水則會再經過濾裝置後直接進入電化學離子捕捉裝置中進行鹽類的去除，其液體流經已通電之電化學離子捕捉裝置中之流道單元時，水中帶電之離子(包含氮鹽類)可被電化學離子捕捉裝置捕捉，使水中鹽類脫除，達到第二淨化即為淨化水質的目的，以此獲得真正乾淨之出流水。而當切換電化學離子捕捉裝置之電壓時，此時大量鹽類於電極脫出至流經液體中，形成高濃縮之鹽類(包含氮鹽類)濃縮液，而這些高濃度鹽類(包含氮鹽類)濃縮液可藉由濃縮液迴流裝置重新導回前端的生物反應裝置中，將濃縮液進行淨化以及再利用的效果。
由上述之實施說明可知，本發明與現有技術與產品相較之下，本發明具有以下優點：
1. 本發明之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法，可有效的改善了生物反應裝置總氮去除效果低下的問題。
2. 本發明之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法，可同時將電化學離子捕捉裝置無法去除有機物之問題一併解決，同時達成將廢水及污水淨化成真正乾淨的水源以及高濃度鹽類濃縮液再利用的成效。
3. 本發明之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法，無需長時間等待沉澱時間，即可有效且快速的經由本系統將污水經過第一淨化以及第二淨化，確實的將原污水淨化成乾淨的淨水，並可節省等待沉澱所耗費的時間。
以上所述，僅為本發明最佳具體實施例，惟本發明之構造特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
綜上所述，本發明確實具有前所未有之創新構造，其既未見於任何刊物，且市面上亦未見有任何類似的產品，是以其具有新穎性應無疑慮。另外，本發明所具有之獨特特徵以及功能遠非習用所可比擬，所以其確實比習用更具有其進步性，而符合我國專利法有關發明專利之申請要件之規定，乃依法提起專利申請。
(100):生物反應裝置
(110):槽體單元
(120):供氧單元
(130):入水口
(200):過濾裝置
(300):電化學離子捕捉裝置
(310):流道單元
(311):電極單元
(320):進流端
(330):出流端
(340):出水口
(400):濃縮液迴流裝置
(410):管線單元
(S510~S570):步驟
圖1為本發明生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法之架構示意圖。
圖2為本發明生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法之另一架構示意圖。
圖3為本發明生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統及其方法之流程圖。
(100):生物反應裝置
(110):槽體單元
(120):供氧單元
(130):入水口
(200):過濾裝置
(300):電化學離子捕捉裝置
(310):流道單元
(311):電極單元
(320):進流端
(330):出流端
(340):出水口
(400):濃縮液迴流裝置
(410):管線單元
Claims (9)
- 一種生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統，係包括： 一生物反應裝置(100)，係利用於該生物反應裝置(100)中生長的微生物對導入之廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態的轉換，其中包括： 一槽體單元(110)，係設置於該生物反應裝置(100)中，以儲存具有該微生物之生物污泥，並由一入水口(130)接收由外部導入之該廢水及污水； 一供氧單元(120)，係設置於該生物反應裝置(100)中，並與該槽體單元(110)連接，並得以藉由外部設定使該生物反應裝置(100)內部產生具有充氧之環境以及厭氧或缺氧之環境； 一過濾裝置(200)，係連接於該生物反應裝置(100)後端之外部，得以將流經或流出該生物反應裝置(100)之液體進行固液分離，其得以為具微孔狀之管狀纖維束或具有微孔片狀之纖維膜； 一電化學離子捕捉裝置(300)，係與該過濾裝置(200)連接，並接收經該過濾裝置(200)過濾後之液體，以藉由切換電壓使該電化學離子捕捉裝置(300)執行濃縮液分離，並將分離後之濃縮液經由一出流端(330)導出該電化學離子捕捉裝置(300)，並另有分離後之乾淨的出流水藉以一出水口(340)導出該電化學離子捕捉裝置(300)，其中包括； 一電極單元(311)，係設置於一流道單元(310)中，並具有複數個孔洞； 該流道單元(310)，係具有一相互對應之進流端(320)以及該出流端(330)，其中該進流端(320)係連接於該過濾裝置(200)之後端，並將通過該過濾裝置(200)且固液分離後之液體導進進流端(320)中，該液體流經該流道單元(310)後，藉由該電極單元(310)使該液體進行濃縮液分離，進而將分離後之濃縮液藉由該出流端(330)導出，而分離後之乾淨的出流水則藉以該出水口(340)導出；以及 一濃縮液迴流裝置(400)，係以其中一端連接該電化學離子捕捉裝置(300)，而相對該電化學離子捕捉裝置(300)之一端則與該生物反應裝置(100)相接，以形成一單向迴路，其中該單向迴路係為一具有閥門或流量調整設備之管線單元(410)管線，以將該出流端(330)導出之該濃縮液導回該生物反應裝置(100)中，以供該微生物利用，藉以達到濃縮液之再利用及淨化。
- 如請求項1所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統，其中該微生物，係包含得以進行生物有機質降解、硝化作用、脫硝作用或去除含氮營養鹽之能力。
- 如請求項1所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統，其中該過濾裝置(200)，另得以設置於該生物反應裝置(100)內部且相對該入水口置(130)之一側。
- 如請求項1所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統，其中該濃縮液分離後之該濃縮液，係為具有高濃度營養鹽含量之濃縮液。
- 如請求項4所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理系統，其中該高濃度營養鹽，係為氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽類。
- 一種生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理方法，係包括： 步驟1、 (S510)藉由一入水口將含有機物及含氮物質之外部廢水及污水導入一設置於一生物反應裝置中之槽體單元； 步驟2、 (S520)利用一設置於該生物反應裝置中之供氧單元，使該生物反應裝置內部產生具有充氧之環境以及厭氧或缺氧之環境； 步驟3、 (S530)利用於該生物反應裝置中所生長的微生物對導入之該廢水及污水中的有機質進行降解及含氮廢物型態的轉換，形成第一淨化； 步驟4、 (S540)藉由該第一淨化後之水源導出該生物反應裝置並經由一過濾裝置流至一電化學離子捕捉裝置以進行第二淨化； 步驟5、 (S550)該第二淨化係藉由該電化學離子捕捉裝置利用切換電壓使該電化學離子捕捉裝置執行濃縮液分離，其分離後之液體則分為濃縮液及淨水； 步驟6、 (S560)該濃縮液則經由一出流端導出該電化學離子捕捉裝置，並藉由一濃縮液迴流裝置將該濃縮液重新導回該生物反應裝置中，供該微生物再次利用，藉以將該濃縮液再次淨化； 步驟7、 (S570)而於分離後且淨化過之淨水則藉以一出水口導出該電化學離子捕捉裝置，形成乾淨出流水。
- 如請求項6所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理方法，其中該第一淨化，係將具有有機物及含有如氨氮之氮物質之該廢水及污水導入至該生物反應裝置內，使位於充氧環境中之微生物使有機物進行降解以及將氨氮轉化為硝酸、亞硝酸鹽類，而厭氧及缺氧環境之微生物則得以使有機物降解並將硝酸、亞硝酸鹽類轉化為氮氣，藉使含氮之物質離開該廢水及污水，形成第一淨化。
- 如請求項6所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理方法，其中該第二淨化，係利用該電化學離子捕捉裝置進行鹽類(包含氮鹽類)之去除，將該水源導入至已通電之電化學離子捕捉裝置之一流道單元時，該水源中帶電之離子(包含氮鹽類)得以被該電化學離子捕捉裝置捕捉，藉使水源中之鹽類得以脫除，藉此淨化該水源之水質，以獲得乾淨之出流水。
- 如請求項6所述之生物處理及電化學離子捕捉技術之整合式廢水及污水處理方法，其中該濃縮液分離，係當切換該電化學離子捕捉裝置之電壓時，大量的鹽類將於電極脫出至流經的液體中，以形成高濃度鹽類濃縮液，該高濃度鹽類濃縮液係將由該濃縮液迴流裝置導流回入前端之該生物反應裝置中，以將該濃縮液進行再淨化程序。
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