TWI522159B - Thin film filter module for film blocking and its application - Google Patents

Description

防薄膜阻塞之薄膜過濾模組及其應用

本發明係有關於一種防薄膜阻塞之薄膜過濾模組及其應用；特別是有關於一種可震盪原液進而震盪薄膜之防薄膜阻塞之薄膜過濾模組及其應用。

現今之薄膜過濾技術已被廣泛應用於環境工程領域之污水處理。

在薄膜過濾技術領域中，薄膜累積汙垢造成之阻塞問題一直是該領域之技術人員極欲解決的課題，為此，有許多相對應之反沖洗結構產生，然而，反沖洗結構不但造成整個薄膜過濾結構複雜化，且頻繁進行反沖洗工程，將造成成本損耗。

發明人有鑑於此，乃苦思細索，積極研究，加以多年從事相關產品研究之經驗，並經不斷試驗及改良，終於發展出本發明。

本發明的目的在於提供一種可減緩在薄膜上累積污垢，藉以防止薄膜阻塞之防薄膜阻塞之薄膜過濾模組。

本發明達成上述目的之特徵包括：一薄膜過濾 組件，至少設有一薄膜，該薄膜過濾組件具有一原液入口、一濾液出口及一殘餘液出口；及一液體震盪組件，連接該薄膜過濾組件之原液入口，用於震盪原液以使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的。

較佳者，該液體震盪組件包括至少一液壓缸，該液壓缸由缸桶及活塞所組成，該缸桶頂端具有第一閥門及第二閥門，底端具有活塞驅動組件，該第一閥門連接一原液供應組件，該第二閥門連接該薄膜過濾組件之原液入口，該液壓缸可間斷式地震盪原液，使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的。

較佳者，該液壓缸依據液體震盪步驟運作，該液體震盪步驟包括：S11：打開該第一閥門，使原液流入該缸桶內；S12：關閉該第一閥門，並打開該第二閥門；S13：啟動該活塞驅動組件以將該活塞往上推，使該缸桶內之原液流入該薄膜過濾組件之原液入口；S14：關閉該第二閥門及該活塞驅動組件。

本發明的另一目的在於提供一種可減緩在薄膜上累積污垢，藉以防止薄膜阻塞之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置。

本發明達成上述目的之特徵包括：一原液供應組件，用於供應原液；一薄膜過濾組件，至少設有一薄膜，該薄膜過濾組件具有一原液入口、一濾液出口及一殘餘液 出口，該薄膜過濾組件之原液入口連接該原液供應組件；及一高壓泵，連接於該原液供應組件及薄膜過濾組件之間，藉以增加原液排向薄膜過濾組件之壓力；其特徵在於：一液體震盪組件，連接該薄膜過濾組件之原液入口，用於震盪原液以使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的。

較佳者，該液體震盪組件包括至少一液壓缸，該液壓缸包括一缸桶，該缸桶頂端具有第一閥門及第二閥門，底端具有第三閥門及第四閥門，該第一閥門連接該原液供應組件，該第二閥門設有一輔助加壓泵，並連接該薄膜過濾組件之原液入口，該第三閥門連接該薄膜過濾組件之殘餘液出口，該第四閥門連接一殘餘液排放處，該液壓缸可間斷式地震盪原液，使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的，且還可回收殘餘液的動力，達到節省能源的目的。

較佳者，該液壓缸依據液體震盪及殘餘液動能回收步驟運作，該液體震盪及殘餘液動能回收步驟包括：S21：打開該第一閥門，使原液流入該缸桶內；S22：關閉該第一閥門，並打開該第二閥門；S23：打開該第三閥門，並啟動該輔助加壓泵，使殘餘液流入該缸桶內，藉以將缸桶內之原液往上推，使該缸桶內之原液在經輔助加壓泵增加壓力後，流入該薄膜過濾組件之原液入口；S24：關閉該第二閥門、第三閥門及輔助加壓泵； S25：打開該第四閥門，使該缸桶內之殘餘液流入該殘餘液排放處。

較佳者，該液體震盪組件由二液壓缸所組成，該液壓缸包括一缸桶，該缸桶頂端具有第一閥門及第二閥門，底端具有第三閥門及第四閥門，該第一閥門連接該原液供應組件，該第二閥門設有一輔助加壓泵，並連接該薄膜過濾組件之原液入口，該第三閥門連接該薄膜過濾組件之殘餘液出口，該第四閥門連接一殘餘液排放處，該二液壓缸可輪流震盪原液，使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的，且還可回收殘餘液的動力，達到節省能源的目的。

較佳者，該二液壓缸係輪流且不間斷地使原液流入該薄膜過濾組件之原液入口，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的。

較佳者，該二液壓缸輪流且不間斷地接收該薄膜過濾組件排出之殘餘液，藉以達到節省能源的目的。

本發明為達到上述及其他目的，其所採取之技術手段、元件及其功效，茲採一較佳實施例配合圖示說明如下。

100‧‧‧防薄膜阻塞之薄膜過濾模組

1‧‧‧薄膜過濾組件

11‧‧‧原液入口

12‧‧‧濾液出口

13‧‧‧殘餘液出口

2‧‧‧薄膜

3‧‧‧液體震盪組件

4‧‧‧液壓缸

41‧‧‧缸桶

42‧‧‧活塞

43‧‧‧第一閥門

44‧‧‧第二閥門

45‧‧‧活塞驅動組件

46‧‧‧原液供應組件

200‧‧‧防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置

201‧‧‧原液供應組件

202‧‧‧高壓泵

5‧‧‧液體震盪組件

6‧‧‧液壓缸

61‧‧‧缸桶

62‧‧‧活塞

63‧‧‧第一閥門

64‧‧‧第二閥門

65‧‧‧第三閥門

66‧‧‧第四閥門

7‧‧‧輔助加壓泵

8‧‧‧殘餘液排放處

圖1為本發明之防薄膜阻塞之薄膜過濾模組之結構示意圖。

圖2為本發明之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置之結構示意圖。

如圖1所示，本發明防薄膜阻塞之薄膜過濾模組100包括：一薄膜過濾組件1，至少設有一薄膜2，該薄膜過濾組件1具有一原液入口11、一濾液出口12及一殘餘液出口13；及一液體震盪組件3，連接該薄膜過濾組件1之原液入口11，用於震盪原液以使該薄膜2受到震盪，藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的。下文將詳予說明。

薄膜過濾組件1至少設有一薄膜2，且薄膜過濾組件1具有一原液入口11、一濾液出口12及一殘餘液出口13。薄膜2可採用平板式(flat-sheet)薄膜，其材質可為聚合物或陶製物，具有預定孔隙值，可過濾原液，進而產生濾液及殘餘液。由於薄膜過濾組件1為習用技術，故圖中僅以簡單的概示圖示意。

液體震盪組件3連接該薄膜過濾組件1之原液入口11，用於震盪原液以使該薄膜2受到震盪，藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的，為方便說明，茲舉一例說明如下。

液體震盪組件3可包括至少一液壓缸4，該液壓缸4由缸桶41及活塞42所組成，該缸桶41頂端具有第一閥門43及第二閥門44，底端具有活塞驅動組件45，該第一閥門43連接一原液供應組件46，該第二閥門44連接該薄膜過濾組件1之原液入口11，該液壓缸可間斷式地使原液流入薄膜過濾組件1之原液入口11，使原液產生亂流，從而達到震盪原液之效果，而原液會將所收之震盪動力傳到薄膜2 上，使薄膜2受到震盪，藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的。另外，由於液壓缸是間斷式作用，所以在每一次作用的最後都會產生「水錘作用」(Water Hammer)，即原液因慣性作用而使壓力上升，因此可增加震盪薄膜2之功效。

液壓缸4可依據液體震盪步驟運作，液體震盪步驟包括：S11：打開該第一閥門43，使原液流入該缸桶41內；S12：關閉該第一閥門43，並打開該第二閥門44；S13：啟動該活塞驅動組件45以將該活塞往上推，使該缸桶41內之原液流入該薄膜過濾組件1之原液入口11；S14：關閉該第二閥門44及該活塞驅動組件45；藉由使液壓缸4持續依據液體震盪步驟運作，可間斷地震盪原液，使薄膜2受到震盪，藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的。

如圖2所示，本發明係進一步提供一種防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置200，其中包括：一原液供應組件201，用於供應原液；一薄膜過濾組件1，至少設有一薄膜2，該薄膜過濾組件1具有一原液入口11、一濾液出口12及一殘餘液出口13，該薄膜過濾組件1之原液入口11連接該原液供應組件201；及一高壓泵202，連接於該原液供應組件201及薄膜過濾組件1之間，藉以增加原液排向薄膜過濾組件1之壓力；其特徵在於：一液體震盪組件5，連接該薄膜過濾組件1之原液入口11，用於震盪原液以使該薄膜2受到震盪， 藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的。下文將詳予說明。

原液供應組件201用於供應原液，例如在過濾海水時，原液供應組件201可為海水之前處理結構池，可藉由微濾(MF)、超濾(UF)及沙濾等方式進行海水之前處理。

高壓泵202連接於該原液供應組件201及薄膜過濾組件1之間，藉以增加原液排向薄膜過濾組件1之壓力。原液排向薄膜過濾組件1時的壓力將決定產生之濾液與殘餘液之比例，在使用時需要考量原液之濃度、薄膜2孔隙率及強度等等條件。由於原液供應組件201、薄膜過濾組件1及高壓泵202為習用技術，故圖中僅以簡單的概示圖示意。

液體震盪組件5連接該薄膜過濾組件1之原液入口11，用於震盪原液以使該薄膜2受到震盪，藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的，為方便說明，茲舉一例說明如下。

液體震盪組件5包括至少一液壓缸6(圖中未示)或由二液壓缸6所組成，該液壓缸6由缸桶61及活塞62所組成，該缸桶61頂端具有第一閥門63及第二閥門64，底端具有第三閥門65及第四閥門66，該第一閥門63連接該原液供應組件201，該第二閥門64設有一輔助加壓泵7，並連接該薄膜過濾組件1之原液入口11，該第三閥門65連接該薄膜過濾組件1之殘餘液出口13，該第四閥門66連接一殘餘液排放處8，液壓缸6可間斷式地震盪原液，使該薄膜2受到震盪， 藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的，且還可回收殘餘液的動力，達到節省能源的目的。

液壓缸6可依據液體震盪及殘餘液動能回收步驟運作，液體震盪及殘餘液動能回收步驟包括：S21：打開該第一閥門63，使原液流入該缸桶61內；S22：關閉該第一閥門63，並打開該第二閥門64；S23：打開該第三閥門65，並啟動該輔助加壓泵7，使殘餘液流入該缸桶61內，藉以將活塞62往上推，使該缸桶61內之原液在經輔助加壓泵7增加壓力後，流入該薄膜過濾組件1之原液入口11，換言之，殘餘液推動活塞62之壓力加上輔助加壓泵7增加之壓力必須大於高壓泵202之壓力；S24：關閉該第二閥門64、第三閥門65及輔助加壓泵7；S25：打開該第四閥門66，使該缸桶61內之殘餘液流入該殘餘液排放處8；藉由使液壓缸6持續依據液體震盪及殘餘液動能回收步驟運作，可間斷地震盪原液，使薄膜2受到震盪，藉以減緩在該薄膜2上累積污垢，達到防止該薄膜2阻塞之目的，且還可回收殘餘液的動力，達到節省能源的目的。

液體震盪組件5之二液壓缸6可輪流且不間斷地使原液流入該薄膜過濾組件1之原液入口11，藉以提供穩定的原液，另外，液體震盪組件5之二液壓缸6還可輪流且不間斷地接收該薄膜過濾組件1排出之殘餘液，藉以回收殘餘液的動力，達到節省能源的目的。

液壓缸6亦可不設置活塞62(圖中未示)，藉以簡 化結構並節省維護成本，因為在例如從第三閥門65導入缸桶61內之液體為殘餘液的情況下，少部分殘餘液混入原液而一起流入薄膜過濾組件1之原液入口11的情況是可被接受的，另外，在例如使從第一閥門63之原液量大於從第二閥門64排出之原液量的情況下，則可減少殘餘液混入原液而一起流入薄膜過濾組件1之原液入口11的情況發生。在液壓缸6不設置活塞62的情況下，在進行該液體震盪及殘餘液動能回收步驟之步驟S23時，從第三閥門65流入之殘餘液可將缸桶61內之原液往上推，使該缸桶61內之原液在經輔助加壓泵7增加壓力後，流入該薄膜過濾組件1之原液入口11。

以上為本案所舉之實施例，僅為便於說明而設，當不能以此限制本案之意義，即大凡依所列申請專利範圍所為之各種變換設計，均應包含在本案之專利範圍中。

100‧‧‧防薄膜阻塞之薄膜過濾模組

1‧‧‧薄膜過濾組件

11‧‧‧原液入口

12‧‧‧濾液出口

13‧‧‧殘餘液出口

2‧‧‧薄膜

3‧‧‧液體震盪組件

4‧‧‧液壓缸

41‧‧‧缸桶

42‧‧‧活塞

43‧‧‧第一閥門

44‧‧‧第二閥門

45‧‧‧活塞驅動組件

46‧‧‧原液供應組件

Claims (8)

1. 一種防薄膜阻塞之薄膜過濾模組，其中包括：一薄膜過濾組件，至少設有一薄膜，該薄膜過濾組件具有一原液入口、一濾液出口及一殘餘液出口；及一液體震盪組件，連接該薄膜過濾組件之原液入口，用於震盪原液以使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的；該液體震盪組件包括至少一液壓缸，該液壓缸由缸桶及活塞所組成，該缸桶頂端具有第一閥門及第二閥門，底端具有活塞驅動組件，該第一閥門連接一原液供應組件，該第二閥門連接該薄膜過濾組件之原液入口。
2. 如請求項1所述之防薄膜阻塞之薄膜過濾模組，其中該液壓缸依據液體震盪步驟運作，該液體震盪步驟包括：S11：打開該第一閥門，使原液流入該缸桶內；S12：關閉該第一閥門，並打開該第二閥門；S13：啟動該活塞驅動組件以將該活塞往上推，使該缸桶內之原液流入該薄膜過濾組件之原液入口；S14：關閉該第二閥門及該活塞驅動組件。
3. 一種防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置，其中包括：一原液供應組件，用於供應原液；一薄膜過濾組件，至少設有一薄膜，該薄膜過濾組件具有一原液入口、一濾液出口及一殘餘液出口，該薄膜過濾組件之原液入口連接該原液供應組件；及 一高壓泵，連接於該原液供應組件及薄膜過濾組件之間，藉以增加原液排向薄膜過濾組件之壓力；其特徵在於：一液體震盪組件，連接該薄膜過濾組件之原液入口，用於震盪原液以使該薄膜受到震盪，藉以減緩在該薄膜上累積污垢，達到防止該薄膜阻塞之目的；該液體震盪組件包括至少一液壓缸，該液壓缸包括一缸桶，該缸桶頂端具有第一閥門及第二閥門，底端具有第三閥門及第四閥門，該第一閥門連接該原液供應組件，該第二閥門設有一輔助加壓泵，並連接該薄膜過濾組件之原液入口，該第三閥門連接該薄膜過濾組件之殘餘液出口，該第四閥門連接一殘餘液排放處。
4. 如請求項3所述之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置，其中該液壓缸依據液體震盪及殘餘液動能回收步驟運作，該液體震盪及殘餘液動能回收步驟包括：S21：打開該第一閥門，使原液流入該缸桶內；S22：關閉該第一閥門，並打開該第二閥門；S23：打開該第三閥門，並啟動該輔助加壓泵，使殘餘液流入該缸桶內，藉以將缸桶內之原液往上推，使該缸桶內之原液在經輔助加壓泵增加壓力後，流入該薄膜過濾組件之原液入口；S24：關閉該第二閥門、第三閥門及輔助加壓泵。S25：打開該第四閥門，使該缸桶內之殘餘液流入該殘餘液排放處。
5. 如請求項3所述之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置，其中該液體震盪組件由二液壓缸所組成，該液壓缸包括一缸桶，該缸桶頂端具有第一閥門及第二閥門，底端具有第三閥門及第四閥門，該第一閥門連接該原液供應組件，該第二閥門設有一輔助加壓泵，並連接該薄膜過濾組件之原液入口，該第三閥門連接該薄膜過濾組件之殘餘液出口，該第四閥門連接一殘餘液排放處。
6. 如請求項5所述之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置，其中該液壓缸依據液體震盪及殘餘液動能回收步驟運作，該液體震盪及殘餘液動能回收步驟包括：S21：打開該第一閥門，使原液流入該缸桶內；S22：關閉該第一閥門，並打開該第二閥門；S23：打開該第三閥門，並啟動該輔助加壓泵，使殘餘液流入該缸桶內，藉以將缸桶內之原液往上推，使該缸桶內之原液在經輔助加壓泵增加壓力後，流入該薄膜過濾組件之原液入口；S24：關閉該第二閥門、第三閥門及輔助加壓泵。S25：打開該第四閥門，使該缸桶內之殘餘液流入該殘餘液排放處。
7. 如請求項5所述之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置，其中該二液壓缸輪流且不間斷地使原液流入該薄膜過濾組件之原液入口。
8. 如請求項5所述之防薄膜阻塞之薄膜過濾裝置，其中該二液壓缸輪流且不間斷地接收該薄膜過濾組件排出之殘餘液。