CN201091805Y

CN201091805Y - 水净化装置

Info

Publication number: CN201091805Y
Application number: CNU2007201755019U
Authority: CN
Inventors: 刘佳昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2017-08-30

Abstract

本实用新型公开了一种水净化装置，包括：一中空本体(1)，该本体(1)底部设有一排放口(10)；及一设于前述本体(1)内的过滤器(2)，前述过滤器(2)是由顶部设有一入水口(22)的滤心架(20)与设于前述滤心架(20)内的管状滤心(21)所组成；该滤心(21)是由至少一层以上的过滤层(211)所组成，前述的过滤层(211)由一多孔状带正电的金属层(23)、一多孔状带负电的金属层(24)、及各设于两者相同一侧面的吸附层(25、25’)相互交错所组成。能过滤水中纳米级微粒的水净化装置。

Description

水净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种水的净化装置。

背景技术

现今的半导体硅晶圆处理过程中，需要不断的清洗硅晶圆，其硅晶圆清洗的目的在于不破坏或劣化晶圆表面的前提下，去除晶圆表面的附着尘粒及化学不纯物，以得到洁净的晶圆，而晶圆表面上常见的污染物种类有微尘、有机物、光阻剂、金属离子、原生氧化层等；硅晶圆使用化水溶液清洗溶剂清洗后，一般皆使用大量的去离子水(DI water)清洗，清洗之后会带有大量的杂质，所以需要后处理才能排放。

现今的废水处理方式一般是使用化学药剂，使颗粒混凝沉淀后，再利用薄膜分离处理，然后才成为洁净的水放流出去，为了环境与成本的考虑，一般厂商会进行回收，作为次级的用水，或是补悒超纯水处理的用水，由于导电度低，遂能避免过滤设备的损耗，大幅提升用水的效率。

下表中所示为目前各种净水器可去除的污染物及其购置、维护条件的一览表：

净水器种类		可去除的污染物						购置成本	维护难易	水回收率
		可去除的污染物									三卤甲烷	农药	氯味	臭味	硬度	重金属	细菌/病毒
	软水器	×	×	×	×	○	○				三卤甲烷	农药	氯味	臭味	硬度	重金属	细菌/病毒	×	低	中	100％
活性碳滤水器	软水器	×	×	×	×	○	○	○	○	○	○	×	△	△	低	中	100％	×	低	中	100％
活性碳滤水器	蒸馏水制造机	△	○	△	○	○	○	○	○	○	○	×	△	△	低	中	100％	○	中	易	100％
逆渗透系统	蒸馏水制造机	△	○	△	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	高	难	30％	○	中	易	100％
逆渗透系统	过滤器*	×	×	×	×	×	×	○	○	○	○	○	○	○	高	难	30％	×	低	易	100％
紫外光杀菌*	过滤器*	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	○	中	中	100％	×	低	易	100％

注：○表示去除效果良好，△表示部分去除，×表示无法去除，*主要用于辅助设备。

购置成本：高＝＞4000元，中＝1000-4000元，低＝＜1000元。

上表中，软水器是一种阳离子交换树脂，其使用钙、镁而使工业用水将钠换出，由于每吨水处理费过高，故不适用于工业用水处理，而且钠对于管路具有侵蚀性，所以管内需增设负离子纤维以避免侵蚀，造成设备成本增加。

上表中，逆渗透处理法虽可算是对各类净水器中对水中污染物最全面的的处理方法，但由储水桶至出水的水龙头端最常受微生物污染，因此厂商需加装紫外线杀菌灯，以避免病原微生物污染。逆渗透法维护也最复杂，每一段滤心更损的时间不一，系统造价也最为昂贵，且尚须消耗电力费用，此外每生产1公升的水需排放2公升的废水，对水质源而言是比较浪费的。

上表中，蒸馏水的造价成本太高，且为了蒸馏水必须增加许多燃料费，若要生成大量净水提供工业使用，非常不符合成本效益。至于活性碳过滤器，则对重金属的过滤有限，不能达到极佳的效果。因此，有必要设计出一种有效过滤重金属及杂质的净水装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不需添加化学药剂便能过滤水中纳米级微粒、且制造成本低、不损失水且能百分之百完全过滤的水净化装置。

本实用新型是采用以下技术手段实现的：

一种水净化装置，包括：一中空本体(1)，该本体(1)底部设有一排放口(10)；及一设于前述本体(1)内的过滤器(2)，前述过滤器(2)是由顶部设有一入水口(22)的滤心架(20)与设于前述滤心架(20)内的管状滤心(21)所组成；该滤心(21)由至少一层以上的过滤层(211)所组成，前述的过滤层(211)由一多孔状带正电的金属层(23)、一多孔状带负电的金属层(24)、及各设于两者相同一侧面的吸附层(25、25’)相互交错所组成。

根据上述的水净化装置，带正电的金属层(23)选自于下列任一种，铜片、银片、铂片、金片。

根据上述的水净化装置，带负电的金属层(24)选自于下列任一种，锌片、铁片、锡片。

根据上述的水净化装置，吸附层(25、25’)为负离子纤维。

根据上述的水净化装置，带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)能由导线电性连接至电源。

根据上述的水净化装置，滤心(21)外侧面更结合一绝缘胶膜。

本实用新型可获以下优点：

其一、利用凡得瓦尔引力(Van der Waal’s force)的效果，藉由带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)，结合吸附层(25、25’)，吸附存在于水中的颗粒杂质，由于水中的颗粒本身就有带有电荷，故不论是带正电或是负电，皆能被吸引而停留于吸附层(25、25’)上，并能过滤一些较大的杂质，因此只要控制水流速，不需添加混凝剂，便能去除杂质。

其二、由于使用金属本身的电性来做为吸附的手段，若是使用于半导体产业制程过滤中，则因水是使用超纯水(也就是去离子水(DI water))做为清洗溶剂，故其本身的导电度低，在过滤的过程中，金属不会被消耗，使用一段时间之后，只要更换吸附层(25、25’)即可。

其三、若是使用于其它水的过滤程序中，则因水具有一定的导电性，会消耗金属电性，让金属消耗，遂能在滤心(21)外侧面结合一塑料膜，避免消耗，再将带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)藉由导线电性连接至电源，能避免消耗外，能提高吸附力，让过滤时的入水流速增加，以增强效率。

其四、由于结合粒子吸附与薄膜过滤两种方式，遂提高水中纳米级微粒杂质去除比率，故较现今的大型过滤系统，更为方便设置与使用，且不需使用化学药剂，因此就无二次污染的疑虑。

附图说明

图1：本实用新型的立体示意图；

图2：为图1的部分剖视图；

图3：为图2的过滤层部份断面图；

图4：本实用新型的全剖面及实施示意图。

具体实施方式

为了更具体呈现本实用新型的内容，以下参考图式，针对本实用新型的实施型态作详细说明。

如图1所示为本实用新型的立体示意图、如图2所示为图1的部分剖视图、如图3所示为图2的过滤层部份断面图。

图式中揭示出一种水净化装置，包括：一中空本体(1)，该本体(1)底部设有一排放口(10)；及一设于本体(1)内的过滤器(2)，前述过滤器(2)是由顶部设有一入水口(22)的滤心架(20)、与设于前述滤心架(20)内的管状滤心(21)所组成。

本实用新型的特征在于，该滤心(21)是由至少一层以上的过滤层(211)所组成，过滤层(211)由一多孔状带正电的金属层(23)、一多孔状带负电的金属层(24)、及各设于两者相同一侧面的一吸附层(25、25’)相互交错所组成。

由至少一层以上的管状过滤层(211)，由于具备带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)，且结合吸附层(25、25’)后，除了能吸附存在于水中带有电荷的颗粒杂质外，还能避免带正电的金属层(23)与带负电的金属层(24)产生反应，造成不必要的消耗，故无需使用化学药剂，便能达到与混凝程序加上薄膜分离过程，接近的过滤效果，以方便回收利用。

其次，带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)，是非消耗品，在过滤的过程中只会消耗吸附层(25、25’)，故更新与维护方便，且节省成本。

再者，本实用新型构造简单，其主要是由本体(1)与过滤器(2)所组成，因此小型工厂也能设置，对环境保护与成本节省皆有帮助。

上述带正电的金属层(23)选自于下列任一种，铜片、银片、铂片、金片；上述中，带负电的金属层(24)选自于下列任一种，锌片、铁片、锡片；前述金属层(23、24)为天然的金属，其本身带有电性，故可做为吸引纳米微粒杂质的手段，因此只要控制水进入的流速，便能达到完整的过滤效果，由于不需使用化学物质，遂对环境影响极小。

上述吸附层(25、25’)为负离子纤维，有如海棉般具有极细致的毛细孔，其制造与取得皆很方便，价格低廉，又方便更换与维修，并可重复使用，对制程的影响最小。前述吸附层(25、25’)的厚度与水的吨位有关，因此只要厚度适当即可。

上述吸附层(25、25’)的厚度与过滤效果无关，但与清节周期有关，一般而言，厚度愈大，使用期间愈久，这与水清洁程度成反比；但当水愈脏时更换期也愈快。

其清除率公式如下：

总清除率＝(1-k)n＝(1-k)×(1-k)×(1-k)的n次方

k＝常数×(吸附层表面积)×(金属层吸附层间微电压)×(吸附层孔径)÷(水流速度)

N＝总层数

一般吸附层孔径的规格5微米(百万分之五公尺)1微米＝0.1微米。

上述带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)能由导线(未揭)电性连接至电源；使金属的吸附力增加，并当使用于导电性高的水时，能避免被消耗，亦能增加过滤水的流速，提高过滤的速度。

又上述为避免中空本体(1)外围有静电产生，在该中空本体(1)的外侧表面结合防止静电的绝缘胶膜(未揭)，以达安全效果。

如图4所示为本实用新型的全剖面及实施示意图。图式中揭示出带有纳米微粒(4)的水(3)由过滤器(2)的入水口(22)进水后，先进入设于滤心架(20)内的管状滤心(21)内，当水由内至外流动时会透过过滤层(211)向外渗出，其先经过吸附层(25’)，这时水(3)中带正电的纳米微粒(4)受到带负电的金属层(24)吸引，而滞留于吸附层(25’)上，此时已完成第一次过滤；之后，由带负电的金属层(24)的孔流出至吸附层(25)，这时水(3)中带负电的纳米微粒(4)受到带正电的金属层(23)吸引，而滞留于吸附层(25)上，此时已完成第二次过滤，之后的水由带正电的金属层(23)的孔流至本体(1)的容置空间中，最后经由底端的排放口(10)排出。

由以上的步骤，能有效的提高除去纳米微粒(4)效率，免去混凝过程控制的问题与高成本，更能避免发生混凝程序对环境造成的破坏，避免造成污染产生。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种水净化装置，包括：一中空本体(1)，该中空本体(1)底部设有一排放口(10)；及一设于前述中空本体(1)内的过滤器(2)，前述过滤器(2)由顶部设有一入水口(22)的滤心架(20)与设于前述滤心架(20)内的管状滤心(21)所组成；其特征在于：

该滤心(21)由至少一层以上的过滤层(211)所组成，前述的过滤层(211)由一多孔状带正电的金属层(23)、一多孔状带负电的金属层(24)、及各设于两者相同一侧面的吸附层(25、25’)相互交错所组成。

2.根据权利要求1所述的水净化装置，其特征在于：该带正电的金属层(23)选自于下列任一种，铜片、银片、铂片、金片。

3.根据权利要求1所述的水净化装置，其特征在于：该带负电的金属层(24)选自于下列任一种，锌片、铁片、锡片。

4.根据权利要求1所述的水净化装置，其特征在于：该吸附层(25、25’)为负离子纤维。

5.根据权利要求1所述的水净化装置，其特征在于：该带正电的金属层(23)及带负电的金属层(24)能由导线电性连接至电源。

6.根据权利要求1或5所述的水净化装置，其特征在于：该在中空本体(1)的外侧表面设有结合防止静电的绝缘胶膜。