TWI623347B - 上浮式濾料過濾設備及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種上浮式濾料過濾設備，其包含第一容置體、一原水輸入管、第二容置體、第一濾料清洗裝置以及第一開關閥。第一容置體容置水體及濾料。原水輸入管連接至第一容置體中，以輸入水體。第一容置體經由輸水管以將過濾後的水體輸送至第二容置體中，且利用排水管輸出過濾後的水體。第一濾料清洗裝置連接至第一容置體以接收並清洗濾料，並透過輸送管連接至回收管以輸送清洗後的濾料至第一容置體。第一開關閥設置於第一濾料清洗裝置與第一容置體之間，以使部分的水體及濾料進入或阻止進入第一濾料清洗裝置。

Description

上浮式濾料過濾設備及其操作方法

本發明是有關於一種過濾設備的技術領域，特別是關於一種利用可在不停機條件下清洗濾料的上浮式濾料過濾設備及其操作方法。

如第1、2圖所示，習知技術的水處理上浮濾料過濾設備利用複數人造纖維作為過濾介質，並利用人造纖維比重比水輕的原理使人造纖維上浮，且利用人造纖維之間的細小間隙將水中雜質過濾，以達到淨水作用。

然而，由第1圖的流程圖可知，習知技術的水處理上浮濾料過濾設備，其在經過一段時間的過濾作業後，均需要停機以對人造纖維的濾料進行清洗，而此情形在時間、人力等成本上造成了額外的增加。 另外，如第2圖的結構圖可知，習知技術的水處理上浮濾料過濾設備，其雖可利用設備內部的大型攪拌機，以對上浮的濾料一次性的大量清洗，但此種方式會有清洗死角的問題。且，習知技術的水處理上浮濾料過濾設備雖可在清洗後整體性地將附著於濾料清洗後的污物排出，但其亦可能產生中間範圍的污物難以排出，而無法徹底清洗的問題。再者，習知 技術的水處理上浮濾料過濾設備利用多種不同材質的人造纖維結合製成而成，其增加了工作成本與負擔。

綜觀前所述，本發明的發明人經多年潛心研究，設計了一種上浮式濾料過濾設備及其操作方法，以針對現有技術的缺失加以改善，進而增進產業上的實施利用。

有鑑於上述習知技藝的問題，本發明的目的就是在於提供一種上浮式濾料過濾設備及其操作方法，以改善上述習知技術所產生的問題，以達到不停機條件下清洗濾料。

基於上述目的，本發明係提供一種上浮式濾料過濾設備，其包含第一容置體、一原水輸入管、第二容置體、第一濾料清洗裝置以及第一開關閥。第一容置體係容置水體及濾料係頂部係呈椎狀。原水輸入管係由鄰近第一容置體的頂部連接至第一容置體中，以輸入水體。第二容置體係設置於第一容置體之上，且經由設於鄰近第一容置體的底部的輸水管係以將過濾後的水體輸送至第二容置體中，且鄰近第二容置體的頂部，以輸出過濾後的水體。第一濾料清洗裝置係穿過第二容置體以連接至第一容置體，以接收並清洗流入第一濾料清洗裝置的部分的濾料，並透過輸送管連接至回收管以回送清洗後的濾料至第一容置體。第一開關閥係設置於第一濾料清洗裝置與第一容置體之間，以使部分的濾料進入或阻止進入第一濾料清洗裝置。

較佳地，第一濾料清洗裝置包含清洗桶體及攪拌機，攪拌機係攪拌清洗桶體中的濾料，並帶動濾料進入回收管。

較佳地，第一濾料清洗裝置鄰近第一容置體的一端設有第一清水輸入管，第一濾料清洗裝置的另一端設有第一污水排出管。

較佳地，本發明之上浮式濾料過濾設備更包含第二濾料清洗裝置，第二濾料清洗裝置係連接輸送管，並穿入第一容置體中，以對第一清洗裝置清洗後的濾料進行再清洗，且輸送管與回收管之間設有第二開關閥，輸送管與第二濾料清洗裝置之間設有第三開關閥，以藉由第二開關閥及第三開關閥控制濾料進入回收管或第二濾料清洗裝置。

較佳地，第二濾料清洗裝置包含內管、外管及螺旋葉片，內管設置於外管中，螺旋葉片設於內管中，且內管鄰近於輸送管之部分為孔狀結構。

較佳地，第二濾料清洗裝置更包含第二清水輸入管及第二污水輸出管，第二清水輸入管於外管鄰近輸送管的一端連接外管，第二污水輸出管於外管的另一端連接外管。

較佳地，上浮式濾料過濾設備更包含一架橋破壞管，架橋破壞管係穿入第一容置體中，且架橋破壞管的輸出口係對於第一容置體與第一濾料清洗裝置之連接處，以輸出氣體或水體。

較佳地，濾料係選自聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯之一或其組合而製成。

較佳地，濾料的厚度為2.5~40mm，寬度為2.5~40mm，而長度為2.5~40mm。

基於上述目的，本發明再提供一種上浮式濾料過濾設備之操作方法，包含下列步驟：利用第一容置體以容置濾料，以對水體過濾；使部分的濾料流入一第一清洗裝置，以對濾料進行清洗；選擇性地使清洗過後的該濾料進入回收管以回送至第一容置體或進入第二濾料清洗裝置以進行再清洗；以及輸出過濾後的水體至第一容置體，以回收或排放過濾後的水體。

以下將以具體的實施例配合所附的圖式詳加說明本發明的技術特徵，以使所屬技術領域具有通常知識者可易於瞭解本發明的目的、技術特徵、及其優點。

100‧‧‧上浮式濾料過濾設備

10‧‧‧第一容置體

11‧‧‧濾料

20‧‧‧原水輸入管

30‧‧‧第二容置體

31‧‧‧輸水管

32‧‧‧排水管

40‧‧‧第一濾料清洗裝置

41‧‧‧輸送管

42‧‧‧回收管

43‧‧‧清洗桶體

44‧‧‧攪拌機

45‧‧‧第一清水輸入管

46‧‧‧第一污水排出管

51‧‧‧第一開關閥

52‧‧‧第二開關閥

53‧‧‧第三開關閥

60‧‧‧第二濾料清洗裝置

61‧‧‧內管

611‧‧‧第一區段

612‧‧‧第二區段

62‧‧‧外管

63‧‧‧螺旋葉片

64‧‧‧第二清水輸入管

65‧‧‧第二污水輸出管

70‧‧‧架橋破壞管

第1圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備及其操作方法的習知技術的流程圖。

第2圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備及其操作方法的習知技術的設備示意圖。

第3圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的結構示意圖。

第4圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的流程示意圖。

第5圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備的第二濾料清洗裝置的結構示意圖。

第6圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的快速清洗流程示意圖。

第7圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的慢速清洗流程示意圖。

第8圖 係為本發明的上浮式濾料過濾設備的第二實施例的結構示意圖。

為利 貴審查員瞭解本發明的技術特徵、內容與優點及其所能達成的功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例的表達形式詳細說明如下，而其中所使用的圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後的真實比例與精準配置，故不應就所附的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。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水準”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，若使用術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“設置”應做廣義理解， 例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於所屬技術領域的通常知識者而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。

以下將參照相關圖式，說明依本發明的上浮式濾料過濾設備及其操作方法的實施例，為使便於理解，下述實施例中的相同元件將以相同的符號標示來說明。

請一併參閱第3、4、5圖；第3圖為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的結構示意圖；第4圖為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的結構示意圖；第5圖為本發明的上浮式濾料過濾設備的第二濾料清洗裝置的結構示意圖。如圖所示，本發明的上浮式濾料過濾設備100可在原水過濾同時清洗內部上浮的濾料11，達到過濾與清洗同步進行的目的，且其操作可依據流水質狀況調整清洗方式及設定(其整體之流程如第4圖所示)。上浮式濾料過濾設備100，其包含第一容置體10、一原水輸入管20、第二容置體30、第一濾料清洗裝置40以及第一開關閥51。

其中，第一容置體10係容置水體及濾料11，且第一容置體10的頂部係呈方型椎狀、圓型椎狀等；原水輸入管20係由鄰近第一容置體10的頂部連接至第一容置體10中，以輸入水體。第二容置體30係設置於第一容置體10之上，且經由設於鄰近第一容置體10的底部的輸水管31 以將過濾後的水體輸送至第二容置體30中。而鄰近該第二容置體30的頂部設有一排出管32，以輸出過濾後的水體。第一濾料清洗裝置40穿過第二容置體30以連接至第一容置體10，以接收並清洗流入第一濾料清洗裝置40的部分濾料11，並透過輸送管41連接至回收管42以回送清洗後的濾料11至第一容置體10。第一開關閥51設置於第一濾料清洗裝置40與第一容置體10之間，以使部分的濾料11進入或阻止進入第一濾料清洗裝置40，或者是控制由第一容置體10流入第一濾料清洗裝置40的流量。較佳地，第一容置體10、原水輸入管20及第二容置體30可為鐵製、塑化材料製或玻璃纖維製。

簡單來說，本發明之上浮式濾料過濾設備100於運作過程中，原水輸入管20提供未過濾的水體(例如原水)，而經過第一容置體10內的濾料11過濾污物，再將乾淨水經由輸水管31以將過濾後的水體輸送至第二容置體30中，並由排出管32排出或回收。而過濾水體後的濾料11可由流入第一濾料清洗裝置40進行清洗，而清洗後再經由輸送管41及回收管42以回送清洗後的濾料11至第一容置體10再次使用。

其中，第一濾料清洗裝置40可包含清洗桶體43、攪拌機44、第一清水輸入管45及第一污水排出管46。清洗桶體43的直徑可為100~2000mm，其材質可為鐵製、塑化材料製或玻璃纖維製。攪拌機44可攪拌清洗桶體43中濾料11，並帶動清洗後的濾料11經由輸送管41進入回收管42而回流至第一容置體10中，較佳地，輸送管41與清洗桶體43的連接處的孔徑可為20~200mm。第一清水輸入管45設於鄰近該第一容置體10的清洗桶體43的一端，而第一污水排出管46則設置清洗桶體43的另一端， 以藉由第一清水輸入管45及第一污水排出管46的設置而適當的引入乾淨的水以清洗濾料及排出髒污的水。

值得特別一提的是，濾料可選自聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯之一或其組合而製成。也就是說，濾料可運用單一材質或複數材質組合成纖度為16~70旦尼爾(den)的材料，以針勾方式結合成片狀或布狀結構，並於表面纖維膠合化或熱熔化而形成，使其在清洗階段纖維不斷裂或脫落。接著，將其裁切成厚度為2.5~40mm，寬度為2.5~40mm，而長度為2.5~40mm的濾料11，而其比重為0.75~0.95以可浮於水面上。

在較佳的實施態樣下，上浮式濾料過濾設備100更包含一第二濾料清洗裝置60。值得說明的是，於本實施例中，雖同時呈現具有第一濾料清洗裝置40及第二濾料清洗裝置60，然而於實際運用中，亦可僅具有第一濾料清洗裝置40即可，故應不可以本實施例所揭露的內容作為局限。其中，第二濾料清洗裝置60連接輸送管41，並穿入第一容置體10中，以對第一濾料清洗裝置40清洗後的濾料11進行再清洗，再輸送回第一容置體10中。

其中，輸送管41與回收管42之間設有一第二開關閥52，而輸送管41與第二濾料清洗裝置60之間設有一第三開關閥53，以藉由第二開關閥52及第三開關閥53控制濾料11進入回收管42或第二濾料清洗裝置60。也就是說，當第二開關閥52開啟，而第三開關閥53關閉時，濾料11可進入回收管42以回收至第一容置體10中；又當第二開關閥52關閉，而 第三開關閥53開啟時，濾料11則進入第二濾料清洗裝置60中進行再次清洗後，才回收至第一容置體100中。

進一步來說，第二濾料清洗裝置60可包含內管61、外管62、螺旋葉片63、第二清水輸入管64及第二污水輸出管65。其中，外管62的直徑可為20~50mm，內管61設置於外管62中，且內管61鄰近於輸送管41之部分為孔狀結構，而螺旋葉片63設於內管61中。第二清水輸入管64於外管62鄰近輸送管41的一端連接外管62，第二污水輸出管65於外管62的另一端連接外管62。

其中，內管61可區分為第一區段611及第二區段612，第一區段611為排水過濾區，而第二區段612則為螺旋出料區。其中，第一區段611的孔狀結構可為孔徑為0.5mm的圓形孔或契型孔，而第二區段612為密實圓筒，其可避免過濾污水回流至內管61中。

須特別說明的是，本發明的上浮式濾料過濾設備100更包含一架橋破壞管70。架橋破壞管70穿入第一容置體10中，且架橋破壞管70的輸出口係對於第一容置體10與第一濾料清洗裝置40之連接處，以輸出氣體或水體。其中，架橋破壞管70可輸出具有0.1~5kg/cm²壓力的氣體或水體，藉此可防止濾料11上浮或流入至第一濾料清洗裝置40時可能產生的架橋阻塞現象。

由於本發明的上浮式濾料過濾設備100同時設有第一濾料清洗裝置40及第二濾料清洗裝置60，因此其可具有濾料快速清洗模式及濾料慢速清洗模式。

請參閱第6圖，其為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的第一流程示意圖。

就濾料快速清洗模式來說，其主要運用於濾料11輕度阻階段。其中，濾料11靠上浮作用(也就是說，上浮式濾料過濾設備100內的水位會由第一容置體10達到第一濾料清洗裝置內部。)集中至清洗桶體41中進行清洗，第一開關閥51可經為人為或自動的控制等方式以預定批次量的濾料11進入第一濾料清洗裝置40中清洗，而濾料11進入後第一開關閥51則轉為關閉。清洗後的污物及污水則可藉由第一污水排出管46排出，之後可利用第一清水輸入管45提供清水及其水壓至清洗桶體43中，以將濾料11送入輸送管41以進入回收管中41(此時，第二開關閥52為開啟，第三開關閥53為關閉)。因此，清洗後的濾料11可快速的洗清並快速的回送至第一容置體10中再次利用。

請參閱第7圖，其為本發明的上浮式濾料過濾設備的第一實施例的第二流程示意圖。

就濾料慢速清洗模式來說，其主要運用於濾料11高度阻階段。於第一濾料清洗裝置40的運作如同前述，於此便不再加以贅述。當利用第一清水輸入管45提供清水及其水壓至清洗桶體43中，此時，第二開關閥52為關閉，第三開關閥53為開啟，因此第一濾料清洗裝置40清洗後的濾料11會進入第二濾料清洗裝置60。進入第二濾料清洗裝置60的濾料11會進入內管61中，而螺旋葉片63會對會將濾料11往下推擠而回送至第一容置體10中再次使用。同時地，第二清水輸入管64會提供乾淨的水 體至內管61中以對濾料11進行清洗，而清洗後的污物及污水則可藉由第二污水輸出管65排出。

值得一提的是，第一清水輸入管45及第二清水輸入管64可連接至第二容置體30，以將第二容置體30內的過濾後的水體進行再利用。此外，第一開關閥51、第二開關閥52及第三開關閥53可為人為控制，或者是在可程式控制器的協同運作下，達到自動控制的方式。

簡單來說，本發明的上浮式濾料過濾設備100，其操作方法，可包含下列步驟：(S01)利用一第一容置體10以容置一濾料11，以對水體過濾；(S02)在水體過濾同時，第一清洗裝置及第一開關閥使部分的濾料11流入第一清洗裝置，以對濾料11進行清洗；(S03)選擇性地使清洗過後的濾料11進入回收管42以回送至第一容置體10或進入一第二濾料清洗裝置60以進行再清洗；(S04)以及輸出過濾後的水體至一第二容置體30，以回收或排放過濾後的水體。

請參閱第8圖，其為本發明的上浮式濾料過濾設備的第二實施例的結構示意圖。於此本實施例中，相同元件符號的元件，其配置與運作皆與前述之實施例類似或相同，其類似或相同之處於此便不再加以贅述。如圖所示，本實施例與前述之實施例的主要不同之處在於，第一濾料清洗裝置40可為臥式的方式設置(第一實施例為直式的方式設置)。

綜上所述，本發明的上浮式濾料過濾設備及其操作方法，其可在不須停機的條件下提供過濾，從而得到較大的使用效能。且，本發明的上浮式濾料過濾設備及其操作方法，於運用時可視實際需求，而以不同的模式進行濾料的清洗，從而達到運用上的靈活度。此外，第一清 水輸入管及第二清水輸入管可連接至第二容置體，以抽取其內部已經過濾乾淨的水來使用，從而可達到水資源再利用的效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明 的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於後附的申請專利範圍中。

Claims (9)

1. 一種上浮式濾料過濾設備，其包含：一第一容置體，係容置水體及一濾料，其頂部係呈椎狀；一原水輸入管，係由鄰近該第一容置體的頂部連接至該第一容置體中，以輸入水體；一第二容置體係設置於該第一容置體之上，且經由設於鄰近該第一容置體的底部的一輸水管，以將過濾後的水體輸送至該第二容置體中，且鄰近該第二容置體的頂部設有一排水管，以輸出過濾後的水體；一第一濾料清洗裝置，係穿過該第二容置體以連接至該第一容置體，以接收並清洗流入該第一濾料清洗裝置的部分的該濾料，並透過一輸送管連接至一回收管以回送清洗後的該濾料至該第一容置體；以及一第一開關閥，係設置於該第一濾料清洗裝置與該第一容置體之間，以使部分的該濾料進入或阻止進入第一濾料清洗裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的上浮式濾料過濾設備，其中該第一濾料清洗裝置包含一清洗桶體及一攪拌機，該攪拌機係攪拌該清洗桶體中的部分的水體及該濾料，並帶動該濾料進入該回收管。
3. 如申請專利範圍第2項所述的上浮式濾料過濾設備，其中該第一濾料清洗裝置鄰近該第一容置體的一端設有一第一清水輸入管，該第一濾料清洗裝置的另一端設有一第一污水排出管。
4. 如申請專利範圍第2項所述的上浮式濾料過濾設備，更包含一第二濾料清洗裝置，該第二濾料清洗裝置係連接該輸送管，並穿入該第一容置體中，以對該第一濾料清洗裝置清洗後的該濾料進行再清洗，且該輸送管與該回收管之間設有一第二開關閥，該輸送管與該第二濾料清洗裝置之間設有一第三開關閥，以藉由該第二開關閥及該第三開關閥控制該濾料進入該回收管或該第二濾料清洗裝置。
5. 如申請專利範圍第4項所述的上浮式濾料過濾設備，其中該第二濾料清洗裝置包含一內管、一外管及一螺旋葉片，該內管設置於該外管中，該螺旋葉片設於該內管中，且該內管鄰近於該輸送管之部分為孔狀結構。
6. 如申請專利範圍第5項所述的上浮式濾料過濾設備，其中該第二濾料清洗裝置更包含一第二清水輸入管及一第二污水輸出管，該第二清水輸入管於該外管鄰近該輸送管的一端連接該外管，該第二污水輸出管於該外管的另一端連接該外管。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的上浮式濾料過濾設備，其更包含一架橋破壞管，該架橋破壞管係穿入該第一容置體中，且該架橋破壞管的輸出口係對於該第一容置體與該第一濾料清洗裝置之連接處，以輸出氣體或水體。
8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的上浮式濾料過濾設備，其中該濾料係選自聚丙烯(Polypropylene)、聚乙烯 (Polyethylene)、聚乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate)之一或其組合而製成。
9. 如申請專利範圍第8項所述的上浮式濾料過濾設備，其中該濾料的厚度為2.5~40mm，寬度為2.5~40mm，而長度為2.5~40mm。