TWI752864B

TWI752864B - 污水海水過濾淨化裝置

Info

Publication number: TWI752864B
Application number: TW110113655A
Authority: TW
Inventors: 盧順從
Original assignee: 主典興業股份有限公司
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-01-11
Also published as: TW202241819A

Abstract

本發明設有一第一幫浦、一粗過濾器、一第二幫浦、一第一離心過濾器、一第三幫浦、一第二離心過濾器、一第四幫浦、至少一電透析設備及一終端儲液槽；該粗過濾器與該第一幫浦連通；該第二幫浦與該粗過濾器連通；該第一離心過濾器與該第二幫浦連通；該第三幫浦與該第一離心過濾器連通；該第二離心過濾器與該第三幫浦連通；該第四幫浦與該第二離心過濾器連通；該至少一電透析設備與該第四幫浦連通；該終端儲液槽與該至少一電透析設備連通；藉以提供一種能同時濾除帶電及不帶電物質、降低耗材更換率，且提升淨化程度的污水海水過濾淨化裝置。

Description

污水海水過濾淨化裝置

本發明係涉及一種污水海水過濾淨化裝置，尤指一種能同時濾除帶電及不帶電物質、降低耗材更換率，且提升污水及海水的淨化程度的污水海水過濾淨化裝置。

電透析(Electro Dialysis,ED)是在兩電極間交替配置陽離子滲透膜及陰離子滲透膜的環境下，在該兩電極外加直流電場，使液體中的陽離子向陰極移動，當陽離子移動至陽離子滲透膜時可通過，移動至陰離子滲透膜時則被阻擋，相對的，液體中的陰離子向陽極移動，當陰離子移動至陰離子滲透膜時可通過，移動至陽離子滲透膜時則被阻擋，藉以將液體中的離子去除，電透析技術目前廣泛使用於海水淡化處理、污水淨化處理、重金屬廢水處理及純化酸類等領域。

雖然電透析技術能確實將如海水及污水之液體中的離子去除，但是電透析技術缺乏配套設備，無法將海水中如藻類、大顆粒雜質、懸浮顆粒及有機物等不帶電的物質去除，使經過電透析處理過的液體之實用性有限，再者，於長期使用後，該些不帶電的物質容易堵塞滲透膜，讓使用者要經常更換滲透膜，而提升作業成本，因此，現有電透析技術誠有其需加以改進之處。

為解決現有電透析技術缺乏配套設備，只能將如海水及污水之液體中的離子去除，而無法將液體中不帶電的物質去除，導致經過電透析處理過的液體之實用性有限之缺失，以及於長期使用後，該些不帶電的物質容易堵塞滲透膜，讓使用者要經常更換滲透膜，而提升作業成本的缺點，本發明的主要目的在於提供一種可解決目前技術問題的污水海水過濾淨化裝置，其包括有：一第一幫浦；一粗過濾器，該粗過濾器與該第一幫浦相連通；一第二幫浦，該第二幫浦與該粗過濾器相連通；一第一離心過濾器，該第一離心過濾器與該第二幫浦相連通；一第三幫浦，該第三幫浦與該第一離心過濾器相連通；一第二離心過濾器，該第二離心過濾器與該第三幫浦相連通；一第四幫浦，該第四幫浦與該第二離心過濾器相連通；至少一電透析設備，該至少一電透析設備與該第四幫浦相連通；一離子交換樹脂設備，該離子交換樹脂設備與該第四幫浦及該至少一電透析設備相連通；以及一終端儲液槽，該終端儲液槽與該至少一電透析設備相連通；其中，液體依序流經該第一幫浦、該粗過濾器、該第二幫浦、該第一離心過濾器、該第三幫浦、該第二離心過濾器、該第四幫浦、該離子交換樹脂設備、該至少一電透析設備及該終端儲液槽。

再進一步，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中該污水海水過濾淨化裝置設有一中繼儲液槽，該中繼儲液槽與該離子交換樹脂設備及該至少一電透析設備相連通；液體流入該離子交換樹脂設備後，再依序流經該中繼儲液槽及該至少一電透析設備。

更進一步，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中該污水海水過濾淨化裝置設有一第五幫浦，該第五幫浦與該中繼儲液槽及該至少一電透析設備相連通；液體流入該中繼儲液槽後，再依序流經該第五幫浦及該至少一電透析設備。

較佳的是，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中該粗過濾器設有一流動空間及兩過濾件；該流動空間形成於該粗過濾器中，並與該第一幫浦及該第二幫浦相連通，該兩過濾件設於該流動空間中。

更佳的是，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中各過濾件被通電。

更佳的是，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中各過濾件為一彈簧。

更佳的是，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中該第二離心過濾器設有一腔室及至少一磁鐵；該腔室形成於該第二離心過濾器中，並與該第三幫浦及該第四幫浦相連通；該至少一磁鐵設於該腔室中。

更佳的是，如前所述之污水海水過濾淨化裝置，其中該第二幫浦設有一臭氧機。

藉由上述的技術手段，本發明所獲得的功效增進有：相對於現有電透析技術缺乏配套設備，只能將液體中的離子去除，而無法將液體中不帶電的物質去除；本發明污水海水過濾淨化裝置在液體進入該至少一電透析設備之前，依序流經該粗過濾器、該第一離心過濾器、該第二離心過濾器及該離子交換樹脂設備，使液體中體積較大的物質及活體生物能先被該粗過濾器濾除，並經由該第一離心過濾器及該第二離心過濾器濾除小顆粒雜質、油份及部分金屬物質，經由該離子交換樹脂設備軟化水質及初步濾除離子，經過上述預處理作業後，再流入該至少一電透析設備中，進行電透析作業，該至少一電透析設備進一步濾除液體中的離子，最終再將完整過濾淨化後的液體送入該終端儲液槽中，藉此，本發明過濾淨化裝置相對於現有電透析技術，可將如藻類、大顆粒雜質、有機物及金屬物質等物質去除，而能避免液體直接進入該至少一電透析設備時，該些不帶電的物質堵塞滲透膜之情形，進而降低耗材更換率，從而能降低作業成本，且提升液體的乾淨度，讓經由本發明污水海水過濾淨化裝置處理過的污水及海水不必再進行過多的後端處理作業。

10A:第一幫浦

11A:第一幫浦入水管

12A:第一幫浦出水管

10B:第二幫浦

11B:第二幫浦入水管

12B:第二幫浦出水管

13B:臭氧機

10C:第三幫浦

11C:第三幫浦入水管

12C:第三幫浦出水管

10D:第四幫浦

11D:第四幫浦入水管

12D:第四幫浦出水管

10E:第五幫浦

11E:第五幫浦入水管

12E:第五幫浦出水管

20:粗過濾器

21:流動空間

22:過濾件

30A:第一離心過濾器

30B:第二離心過濾器

31B:腔室

32B:磁鐵

40:離子交換樹脂設備

50:中繼儲液槽

51:儲液槽入水管

60:電透析設備

61:出水管

62:電極

63:排出管

64:離子滲透膜

70:終端儲液槽

圖1係本發明較佳實施例之側視示意圖。

圖2係本發明較佳實施例之實施狀態的側視示意圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：本發明所提出的污水海水過濾淨化裝置之較佳實施例如圖1所示，其係包括一第一幫浦10A、一粗過濾器20、一第二幫浦10B、一第一離心過濾器30A、一第三幫浦10C、一第二離心過濾器30B、一第四幫浦10D、一離子交換樹脂設備40、一中繼儲液槽50、一第五幫浦10E、至少一電透析設備60及一終端儲液槽70，且其係用以淨化如海水及污水之液體，其中：如圖1及2所示，該第一幫浦10A設有一第一幫浦入水管11A及一第一幫浦出水管12A。該第一幫浦入水管11A及該第一幫浦出水管12A分別設於該第一幫浦10A的兩側，並分別與該第一幫浦10A相連通，液體經由該第一幫浦入水管11A被抽入該第一幫浦10A中，並經由該第一幫浦出水管12A流出該第一幫浦10A。該粗過濾器20與該第一幫浦10A間隔設置，並透過該第一幫浦出水管12A與該第一幫浦10A相連通，且設有一流動空間21及兩過濾件22；該流動空間21形成於該粗過濾器20中，並透過該第一幫浦出水管12A與該第一幫浦10A相連通，液體係透過該第一幫浦出水管12A流通至該流動空間21中；該兩過濾件22設於該流動空間21中，藉以過濾該流動空間21中的液體，於本發明的較佳實施例中，各過濾件22為一彈簧，亦即該粗過濾器20為一彈簧過濾器，由於彈簧過濾器屬於現有技術，容不贅述，進一步，各過濾件22可被通電，藉此，液體中如浮游生物之活體生物可在液體流經各過濾件22的同時被電擊，避免體積小的活體生物未被各過濾件22濾除之情形。

如圖1及2所示，該第二幫浦10B設於該粗過濾器20遠離該第一幫浦10A的一側，並與該粗過濾器20相連通，且設有一第二幫浦入水管11B、一第二幫浦出水管12B及一臭氧機13B；該第二幫浦入水管11B設於該第二幫浦10B鄰近該粗過濾器20的一側，並與該第二幫浦10B相連通，且該第二幫浦入水管11B遠離該第二幫浦10B的一端與該粗過濾器20的流動空間21相連通；該第二幫浦出水管12B設於該第二幫浦10B遠離該粗過濾器20的一側，並與該第二幫浦10B相連通；該臭氧機13B設於該第二幫浦10B的頂部，並於內部容裝有臭氧，臭氧溶解於該第二幫浦10B的液體後，可對流經該第二幫浦10B的液體殺菌。該第一離心過濾器30A設於該第二幫浦10B遠離該粗過濾器20的一側，並透過該第二幫浦出水管12B與該第二幫浦10B相連通，該第一離心過濾器30A為現有技術，容不贅述；進一步，若液體為含油污水時，該第一離心過濾器30A對液體進行油水分離作業，藉此，經由該第一離心過濾器30A排出的液體為不含油的污水。

如圖1及2所示，該第三幫浦10C設於該第一離心過濾器30A遠離該第二幫浦10B的一側，並與該第一離心過濾器30A相連通，且設有一第三幫浦入水管11C及一第三幫浦出水管12C。該第三幫浦入水管11C設於該第三幫浦10C鄰近該第一離心過濾器30A的一側，並與該第三幫浦10C相連通，且該第三幫浦入水管11C遠離該第三幫浦10C的一端與該第一離心過濾器30A相連通；該第三幫浦出水管12C設於該第三幫浦10C遠離該第一離心過濾器30A的一側，且與該第三幫浦10C相連通。該第二離心過濾器30B設於該第三幫浦10C遠離該第一離心過濾器30A的一側，並透過該第三幫浦出水管12C與該第三幫浦10C相連通，由於該第二離心過濾器30B為現有技術，容不贅述；於本發明的較佳實施例中，該第二離心過濾器30B設有一腔室31B及至少一磁鐵32B，該腔室31B形成於該第二離心過濾器30B中，並透過該第三幫浦出水管12C與該第三幫浦10C相連通，該至少一磁鐵32B設於該腔室31B中，藉此，當液體中含有金屬物質時，該至少一磁鐵32B能吸附部分金屬物質，使經由該第二離心過濾器30B排出的液體中的金屬物質含量降低。

如圖1及2所示，該第四幫浦10D設於該第二離心過濾器30B遠離該第三幫浦10C的一側，並與該第二離心過濾器30B相連通，且設有一第四幫浦入水管11D及一第四幫浦出水管12D。該第四幫浦入水管11D設於該第四幫浦10D鄰近該第二離心過濾器30B的一側，並與該第四幫浦10D相連通，且該第四幫浦入水管11D遠離該第四幫浦10D的一端與該第二離心過濾器30B的腔室31B相連通；該第四幫浦出水管12D設於該第四幫浦10D遠離該第二離心過濾器30B的一側，且與該第四幫浦10D相連通。該離子交換樹脂設備40設於該第四幫浦10D遠離該第二離心過濾器30B的一側，且透過該第四幫浦出水管12D與該第四幫浦10D相連通，該離子交換樹脂設備40能初步去除液體中的離子，且能將硬水軟化，該離子交換樹脂設備40屬於現有技術，容不贅述。該中繼儲液槽50設於該離子交換樹脂設備40遠離該第四幫浦10D的一側，並設有一儲液槽入水管51；該儲液槽入水管51設於該中繼儲液槽50鄰近該離子交換樹脂設備40的一側，並與該中繼儲液槽50相連通，且該儲液槽入水管51遠離該中繼儲液槽50的一端與該離子交換樹脂設備40相連通。

如圖1及2所示，該第五幫浦10E設於該中繼儲液槽50遠離該離子交換樹脂設備40的一側，並與該中繼儲液槽50相連通，且該第五幫浦10E設有一第五幫浦入水管11E及一第五幫浦出水管12E；該第五幫浦入水管11E設於該第五幫浦10E鄰近該中繼儲液槽50的一側，並與該第五幫浦10E相連通，且該第五幫浦入水管11E遠離該中繼儲液槽50的一端與該中繼儲液槽50相連通；該第五幫浦出水管12E設於該第五幫浦10E遠離該中繼儲液槽50的一側，並與該第五幫浦10E相連通。

如圖1及2所示，該至少一電透析設備60設於該第五幫浦10E遠離該中繼儲液槽50的一側，且透過該第五幫浦出水管12E與該第五幫浦10E相連通，該至少一電透析設備60設有兩電極62、複數個離子滲透膜64、一出水管61及一排出管63，該兩電極62設於該至少一電透析設備60中，且該兩電極62外加直流電場，該複數個離子滲透膜64間隔設於該兩電極62之間，其中部分離子滲透膜64為陽離子滲透膜，部分離子滲透膜64為陰離子滲透膜，陽離子滲透膜與陰離子滲透膜交替配置，該出水管61與該至少一電透析設備60內部相連通，用以排出經電透析處理過的液體，該排出管63略呈U形，且該排出管63的兩頂端與該至少一電透析設備60內部相連通，用以排出含有離子的溶液，以海水為例，海水經由該至少一電透析設備60，經由該排出管63排出的溶液含有鈉離子及氯離子，由於該至少一電透析設備60的作業原理屬於現有技術，容不贅述；於本發明的較佳實施例中，該污水海水過濾淨化裝置設有兩個以上的電透析設備60，該些電透析設備60間隔排列，除了排在最後一個位置的電透析設備60之外，各電透析設備60的出水管61連接下一個電透析設備60，並透過該出水管61與下一個電透析設備60相連通。

如圖1及2所示，該終端儲液槽70設於該至少一電透析設備60遠離該第五幫浦10E的一側，並透過該出水管61與該至少一電透析設備60相連通，經由該至少一電透析設備60處理完畢的液體最終透過該出水管61被輸入至該終端儲液槽70中儲存。

如圖2所示，本發明污水海水過濾淨化裝置於使用時，該第一幫浦10A透過該第一幫浦入水管11A將液體抽入其中，再經由該第一幫浦出水管12A將液體輸入該粗過濾器20的流動空間21中，該粗過濾器20的各過濾件22可濾除液體中如藻類、大顆粒雜質等體積較大的物質，且各過濾件22能被通電，藉以電擊活體生物，避免體積較小的活體生物未被各過濾件22濾除的情形，接下來，該第二幫浦10B抽取被該粗過濾器20初步過濾的液體，由於該第二幫浦10B設有該臭氧機13B，液體流經該第二幫浦10B的過程中，能同時被臭氧殺菌，接著液體透過該第二幫浦出水管12B被送入該第一離心過濾器30A中，該第一離心過濾器30A以離心力將液體中的小顆粒雜質或油份分離後，液體被該第三幫浦10C抽取，再送入該第二離心過濾器30B中進行第二次離心過濾作業，該第二離心過濾器30B中的該至少一磁鐵32B能吸附部分金屬物質，使經由該第二離心過濾器30B過濾之液體的雜質含量進一步降低。

接著液體再被該第四幫浦10D抽吸並輸入該離子交換樹脂設備40中，該離子交換樹脂設備40可初步去除液體中的離子，並將硬水軟化，被該離子交換樹脂設備40處理過的液體透過該儲液槽入水管51流入該中繼儲液槽50中，該第五幫浦10E再將該中繼儲液槽50中的液體輸入該至少一電透析設備60中，進行電透析處理，再進一步地去除液體中的離子，其中，設置該中繼儲液槽50的目的是因為該至少一電透析設備60的作業時間較長，為避免該至少一電透析設備60來不及作業，先將經由該離子交換樹脂設備40初步去除離子之液體儲存於該中繼儲液槽50中，被該至少一電透析設備60處理完畢的液體，最終流入該終端儲液槽70中，使用者即可於該終端儲液槽70得到過濾乾淨的液體。本發明污水海水過濾淨化裝置能用於淨化海水或污水等液體。

於其他較佳實施例中，該過濾淨化裝置亦可不使用該離子交換樹脂設備40、該中繼儲液槽50及該第五幫浦10E，該過濾淨化裝置仍可正常使用。

藉由上述的技術手段，本發明所獲得的功效增進有：相對於現有電透析技術缺乏配套設備，只能將液體中的離子去除，而無法將液體中不帶電的物質去除；本發明污水海水過濾淨化裝置在液體進入該至少一電透析設備60之前，依序流經該粗過濾器20、該第一離心過濾器30A、該第二離心過濾器30B及該離子交換樹脂設備40，使液體中體積較大的物質及活體生物能先被該粗過濾器20濾除，並經由該第一離心過濾器30A及該第二離心過濾器30B濾除小顆粒雜質、油份及部分金屬物質，經由該離子交換樹脂設備40軟化水質及初步濾除離子，經過上述預處理作業後，再流入該至少一電透析設備60中，進行電透析作業，該至少一電透析設備60進一步濾除液體中的離子，最終再將完整過濾淨化後的液體送入該終端儲液槽70中，藉此，本發明污水海水過濾淨化裝置相對於現有電透析技術，可將如藻類、大顆粒雜質、有機物及金屬物質等物質去除，而能避免液體直接進入該至少一電透析設備60時，該些不帶電的物質堵塞滲透膜之情形，進而降低耗材更換率，從而能降低作業成本，且提升液體的乾淨度，讓經由本發明污水海水過濾淨化裝置處理過的污水及海水不必再進行過多的後端處理作業。