TW201436856A - 低壓過濾器結構及其裝置 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種低壓過濾器結構及其裝置，特指一種可提供低過濾阻力且高透水量特性的結構，其包含：一過濾本體以及多條中空狀複合膜過濾細管;該等中空狀複合膜過濾細管設於過濾器本體，用來過濾(微過濾、滲透、反滲透)截流污染物(如：細菌、重金屬、化學有毒物、一二價離子、脫鹽處理);該過濾本體為一中空狀長圓管體，該長圓管體具有入水口、廢水出口及至少一淨水出口，本發明之主要特徵在於：該等中空膜過濾細管彼此成束設於該中空狀長圓管體，且中空狀長圓管體入水口、廢水出口對應該等過濾細管之頭、尾中空端，藉此，達到利用低(負)壓來產生節能的效果者。

Description

低壓過濾器結構及其裝置

本發明關於一種低壓過濾器結構及其裝置，特指一種利用低壓甚至是負壓即可進行水過濾的過濾器結構及其裝置。

工業界常見的逆滲透、滲透過濾甚至是高過濾皆是採用物理方式將流體所含之微粒物質予以過濾淨化，過濾器內之過濾膜孔洞孔徑大小決定可移除微粒物質(如：微生物、颗粒、重金屬、離子)的程度，一般來說：採用孔洞孔徑為0.1~10微米範圍的過濾膜均可將液體內含之細菌予以過濾，採用孔洞孔徑為0.01~0.1微米範圍的過濾膜均可將細菌、大部分病毒、重金屬及泥沙移除。

由上述可以得知，過濾膜之分離效率取決於其孔徑大小，但，過濾膜孔徑越小越容易阻塞，所產生之過濾阻力相對越高所需之壓力越大，甚至需要採用高壓幫浦等可提供高壓動力的設備運作，同時也需耗費許多能量才能使過濾程序順利進行。

惟，業界對於分離效率日趨嚴格嚴格，以致於能量需求越來越大，導致水淨化成本越來越高，因此，業界發展出各式不同的過濾方式，希能兼顧節能及高分離效率，最常見的就是旋轉時產生之離心慣性來達到節能效果的離心過濾法，其方式就是先將過濾膜彼此疊合緊密捲曲為圓柱狀(如第1圖所示)，再將原水(待過濾液體)注入該圓柱狀中央軸心並同時施 以高速離心力，使原水被離心力高速甩出通過過濾膜來移除原水中之污染物進而達到過濾的效果。

上述之利用離心力使原水順利地通過該過濾膜，但使用上卻發現有諸多問題與限制，例如：由於所採用之過濾膜須先捲曲為圓柱狀，令原水實際之過濾路徑過長、需採用高壓力推動，過濾膜易阻塞、逆清洗不易、流通率不高及分離效率無法提高等種種缺點，此外，過濾膜孔洞孔徑受到限制不能過小，否則無法有效地移除原水中之絕大部分的污染物。

基於上述，如何有效地兼顧高分離效率及有效地節能效果乃為本發明所鑽研的課題。

本發明之主要目的在提供一種低壓過濾器結構，係利用中空狀濾材來達到低過濾阻力及高透水量的低(負)壓(最低可達0.1Mpa±10%)過濾器，進而達到節能目的，該結構包含：一過濾本體以及多條中空狀複合膜過濾細管；該等過濾細管設於該過濾器本體內部，負責過濾截流污染物(如：細菌、重金屬、化學有毒物、一二價離子、小分子有機物)；該過濾本體為一中空狀長圓管體，該長圓管體至少具有入水口、廢水出口以及淨水出口，本發明之主要特徵在於：該等中空狀複合膜過濾細管彼此成束地設於該中空狀長圓管體中，且該等複合膜過濾細管之頭尾中空端與該入水口及廢水出口相對應；藉此，當原水(待過濾液體)進入該入水口直接進入該等複合膜過濾細管之中空端，經該等過濾細管管壁之緻密纖維材過濾(微過濾、滲透、反滲透)截流使該原水區分為廢水及淨水而由廢水出口及淨水出口分別流出。

本發明之另一目的在提供一種低壓過濾器裝置，係利用中空狀濾材來達到低過濾阻力及高透水量的低(負)壓過濾器，進而達到節能目的，該結構包含：一長圓管體，其兩端開放並界定出一中空狀容置空間，該管體設有至少一淨水口，該淨水口亦可作為逆洗入水口；一入水口蓋體，係設於該長圓管體一端；一廢水口蓋體，係設於該長圓管體另端；一濾水單元，係設於該中空狀容置空間內，用來過濾截留原水並分別由廢水蓋體及淨水口流出，該濾水單元係包含：多條設於該濾水單元的中空狀複合膜過濾細管，當該原水進入該入水口蓋體時，係直接進入濾水單元該等中空狀複合膜過濾細管內，令該等過濾細管之管壁過濾截流該原水並分別由淨水口及廢水口蓋體流出。

依據前述之主要特徵，其中該濾水單元設有至少一逆洗入水口，專門用來逆洗中空狀複合膜過濾細管，防止複合膜過濾細管管壁形成頑固性結垢而降低水流通量。

依據前述之主要特徵，其中該逆洗入水口亦可與該管體上之淨水口共用。

依據前述之主、次要特徵，其中該中空狀複合膜過濾細管主要以壓力作為過濾動力，其管壁由具多個孔洞構成，且該等孔洞孔徑大小視所需之分離效率而定，其過濾精度為0.1微米~1納米，可有效分離水中大份子、 微粒、膠體、有機物、藻類、病毒、重金屬、細菌、化學有毒物、一二三價離子、小分子有機物。

依據前述之主、次要特徵，其中該中空狀複合膜過濾細管可依據所需之分離效率及方式，選擇採用由二層或是三層構成的複合膜過濾細管，若為微過濾時，該複合膜過濾細管為二層，由內而外分別為增加強度的支持層以及高分子聚合層，若為逆透或是反滲透時，該複合膜過濾細管為三層時，由內而外分別為增加強度的支持層、高分子聚合層以及緻密纖維離子層。

依據前述之主、次特徵，其中該過濾細管具有過濾精度高、過濾水水量大、清洗容易、佔用面積等優點。

20‧‧‧過濾器本體

21‧‧‧長圓管體

210‧‧‧空置空間

211‧‧‧淨水出口

212‧‧‧廢水出口

213‧‧‧淨水口

31‧‧‧過濾細管

311‧‧‧中空端

312‧‧‧支持層

313‧‧‧高分子聚合層

314‧‧‧緻密纖維離子層

40‧‧‧入水口蓋體

50‧‧‧廢水口蓋體

60‧‧‧濾水單元

61‧‧‧集水器

62‧‧‧複合膜過濾細管

611‧‧‧穿孔

W1‧‧‧原水

W2‧‧‧淨水

W3‧‧‧廢水

第1圖為捲曲為圓柱狀的過濾膜示意圖。

第2圖為本發明低壓過濾器裝置結構之結構示意圖。

第3圖為本發明之低壓過濾器裝置結構及其裝置之中空狀複合膜過濾細管之三層結構剖面示意圖。

第4圖為本發明之低壓過濾器裝置示意圖。

根據上述之目的，茲舉較佳實施例並配合圖式加以說明本發明所採用之技術手段及其功效。

請參閱第2圖，第2圖為本發明之低壓過濾器結構之結構示意圖。

如圖所示，本發明提供一種低壓過濾器結構，該結構至少係包含：一過濾本體20以及多個中空狀複合膜過濾細管31；其中該中空狀複合膜過濾 細管31設於該過濾器本體20內部，其用來過濾截流污染物(如：細菌、重金屬、化學有毒物、微粒物質)；該過濾本體20為一中空狀長圓管體21，該長圓管體21至少具有入水口211、廢水出口212以及至少一淨水出口213，該入水口211及廢水出口212分設於中空狀長圓管體21上、下端，該淨水出口213設於長圓管體21側邊任意處，本發明主要改良在於：該等中空狀複合膜過濾細管31彼此成束地設於該中空狀長圓管體21內，其與該入水口211及廢水出口212位於同一延伸軸向，且該中空狀長圓管體21之入水口211、廢水出口212分別對應該等過濾細管31頭、尾之中空端311處；當原水W1進入入水口211幾乎無過濾阻力地進入該等複合膜過濾細管31之中空端311，經該等過濾細管31管壁過濾截流該原水W1區分為淨水W2及廢水W3後，分別由廢水出口212及淨水出口211流出。

第3圖為本發明之低壓節能過濾器結構及其裝置之中空狀複合膜過濾細管結構示意圖。

本發明所述之中空狀複合膜過濾細管31主要以壓力作為過濾動力，一般而言，過濾動力高低取決於該細管31管壁之孔洞大小(圖中未示)及各中空狀複合膜過濾細管31之層數，該等過濾細管31之過濾精度最小可為1納米，可用來分離水中大份子、微粒、膠體、有機物、藻類、病毒、重金屬、化學有毒物、一二價離子、脫鹽處理，且該中空狀複合膜過濾細管31可依據所需之分離效率及方式，選擇採用由二層或是三層構成的複合膜過濾細管，若為微過濾時，該複合膜過濾細管31為二層，由內而外分別為增加強度的支持層312以及高分子聚合層313，若為逆透或是反滲透時， 該複合膜過濾細管31為三層時，由內而外分別為增加強度的支持層312、高分子聚合層313以及緻密纖維離子層314(如第3圖所示)。

請參閱第4圖，第4圖為本發明之低壓節能過濾器裝置示意圖。

如第4圖所示，本發明提供一種低壓過濾器裝置，係以低壓方式有效地過濾原水，該低壓過濾裝置包含：長圓管體21、入水口蓋體40、廢水口蓋體50以及濾水單元60；其中該入水口蓋體40及廢水口蓋體50分設於長圓管體21上、下端，該濾水單元60係設於該長圓管體21內，並與該入水口蓋體40及廢水口蓋體50相對應；更詳細地說：該長圓管體21兩端開放並界定出一中空容置空間210，長圓管體21設有至少一淨水213，該長圓管體21之上、下端分設有提供原水W1的入水口蓋體40及供廢水排出的廢水口蓋體50，其中長圓管體21內部所設之濾水單元60用來過濾截留原水W1並區分為廢水及淨水，該濾水單元60係包含：多條設於容置空間210的中空狀複合膜過濾細管62，亦即，該等中空複合膜過濾細管62彼此成束地填滿該容置空間210，當原水W1進入入水口蓋體40時，直接進入濾水單元60該等中空複合膜過濾細管62內，經該等過濾細管62之管壁過濾截流區分為淨水W2及廢水W3，該廢水W3由廢水口蓋體50流出，該淨水W2由長圓管體21淨水口213順利排出。

本發明之優點在於：利用中空狀複合膜過濾細管來達到低過濾阻力及高透水量效果，藉由本發明結構及其裝置作為微過濾時，最低僅需-0.02Map壓力，若作為滲透或是逆滲透時，對低僅需0.1Map壓力。

本發明已藉上述較佳具體例進行更詳細說明，惟本發明並不限定於上述所舉例之實施例，凡在本發明所揭示之技術思想範圍內，對該等結構作各種變化及修飾仍屬本發明之範圍。

20‧‧‧過濾器本體

21‧‧‧長圓管體

211‧‧‧淨水出口

212‧‧‧廢水出口

213‧‧‧淨水口

31‧‧‧過濾細管

311‧‧‧中空端

W1‧‧‧原水

W2‧‧‧淨水

W3‧‧‧廢水

Claims (7)

1. 一種低壓過濾器結構，該結構係包含：一過濾本體以及多個中空狀複合膜過濾細管；該過濾細管設於過濾器本體內；該過濾本體為一中空狀長圓管體，該長圓管體至少具有入水口、廢水出口以及淨水出口，其特徵在於：該等中空狀複合膜過濾細管成束設於該中空狀長圓管體，該等中空長管並與該入水口及廢水出口位於同一延伸軸向，該中空狀長圓管體之入水口、廢水出口分別對應該等過濾細管之頭、尾中空端。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之低壓過濾器結構，其中該中空狀複合膜過濾細管管壁由具多個孔洞構成，該等孔洞孔徑大小決定過濾精度。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之低壓過濾器結構，其中該中空狀複合膜過濾細管至少由一用來強化細管的支持層以及負責截流異物的高分子聚合層與緻密纖維離子層所組成。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之低壓過濾器結構，其中該中空狀複合膜過濾細管至少由一用來強化細管的支持層以及負責截流異物的高分子聚合層所組成。
5. 一種低壓過濾器裝置，該低壓過濾裝置係包含：一長圓管體，其兩端開放並界定出一中空狀容置空間，該長圓管體設有至少一淨水口；一入水口蓋體，係設於該長圓管體一端；一廢水口蓋體，係設於該長圓管體另端； 一濾水單元，係設於該中空狀容置空間內，該濾水單元包含：多條設於該容置空間內的中空狀複合膜過濾細管；其中，原水進入該入水口蓋體時直接進入濾水單元，令該等過濾細管之管壁過濾截流原水而分別由淨水口及廢水口蓋體流出。

   5.依據申請專利範圍第4項所述之低壓過濾器裝置，其中該中空狀複合膜過濾細管管壁由具多個孔洞構成，該等孔洞孔徑大小決定過濾精度。
6. 依據申請專利範圍第4項所述之低壓過濾器裝置，其中該中空狀複合膜過濾細管至少由一用來強化細管的支持層以及一負責截流異物的高分子聚合層與緻密纖維離子層所組成。
7. 依據申請專利範圍第4項所述之低壓過濾器裝置，其中該中空狀複合膜過濾細管至少係由一用來強化細管的支持層以及一負責截流異物的高分子聚合層所組成。