TWI797933B

TWI797933B - 固液分離結構

Info

Publication number: TWI797933B
Application number: TW110149527A
Authority: TW
Inventors: 梁家源
Original assignee: 梁家源
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2023-04-01
Also published as: TW202325667A

Abstract

一種固液分離結構，其中包括：一儲存槽；及一分隔板，用於將該儲存槽的內部空間分隔成一第一空間及一第二空間；及一薄膜過濾組件，用於將該儲存槽的第一空間分隔成一第三空間及一第四空間；及一供水管，連通該儲存槽的第四空間；及一排水管，連通該儲存槽的第三空間；及一排汙管，連通該儲存槽的第二空間；以及一曝氣結構，具有一鼓風機及至少一曝氣構件，該曝氣構件設於該儲存槽的第四空間內；藉此結構，可進行渦流沉砂、曝氣沉砂、好氧生物反應及固液分離等處理，藉以提高水處理效率並節省成本。

Description

固液分離結構

本發明係關於一種固液分離結構；特別關於一種可進行渦流沉砂、曝氣沉砂、好氧生物反應及固液分離等處理的固液分離結構。

汙水處理的主要目的在於避免放流水汙染及汙泥減量。現今的各個汙水處理廠可採用許多不同的汙水處理方法及裝置。習用的水處理裝置除了例如粗格柵、細格柵以去除大型雜物等前處理以外，大致還有可進行固液分離處理的初步沉澱池及二次沉澱池、可進行好氧生物反應處理的好氧生物反應結構、可進行厭氧生物消化處理的厭氧生物消化結構等等。

然而，習用的水處理裝置的各種處理結構大多分開設置，有占地大、成本高等問題。另外，發明人在專利第I737399中提出了一種過濾結構及其應用，可藉以達到同時且連續進行過濾及反沖洗的目的，但是仍然沒有將例如沉澱、過濾及好氧生物反應等處理統合在一起的功能，故仍有改進之空間。

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進行渦流沉砂、曝氣沉砂、好氧生物反應及固液分離等處理的固液分離結構。

本發明達成上述目的之結構包括：一儲存槽，具有一內部空間；及一分隔板，設於該儲存槽內，用於將該儲存槽的內部空間分隔成一第一空間及一第二空間；及一過濾結構，設於該儲存槽的第一空間內，其中進一步包括一薄膜過濾組件，該薄膜過濾組件呈管狀，設於該分隔板上，用於將該儲存槽的第一空間分隔成一第三空間及一第四空間；在該分隔板上具有若干連通該儲存槽的第二空間及第四空間的連通孔；及一供水管，連通該儲存槽的第四空間，並連接一原水供應結構；及一排水管，連通該儲存槽的第三空間；及一排汙管，連通該儲存槽的第二空間；以及一曝氣結構，具有一鼓風機及至少一曝氣構件，該曝氣構件設於該儲存槽的第四空間內，並設於該分隔板上。

較佳者，該過濾結構進一步包括一反沖洗支撐管、至少一第一噴水結構、至少一第二噴水結構及一反沖洗泵，藉以在進行固液分離處理時同時對部分薄膜過濾組件進行反沖洗。

較佳者，該曝氣構件由至少一曝氣管所組成，藉以產生細微的氣泡。

較佳者，該薄膜過濾組件的底部設有一水不能穿過的隔離層，藉以增加對剛進入儲存槽的原水進行好氧生物反應處理的處理時間。

較佳者，該排水管上設有一第一排水控制閥及一處理水回流管；該處理水回流管連通該排水管及該儲存槽的第四空間，並設有一處理水回流泵，使處理水回流至儲存槽的第四空間。

較佳者，該排汙管上設有一第一排汙控制閥及一汙泥回流管；該汙泥回流管連通該排汙管及該儲存槽的第四空間，並設有一汙泥回流泵，使汙泥回流至儲存槽的第四空間。

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:固液分離結構

1、1a、1b、1d:儲存槽

11:第一空間

12:第二空間

13:第三空間

14、14a、14d:第四空間

15:排氣閥

16b、16d:排渣管道

2:分隔板

21:連通孔

3:過濾結構

30、30a、30d:薄膜過濾組件

31:反沖洗結構

32:反沖洗支撐管

33:第一噴水結構

331、331c:第一噴水管

332、332c:第一噴水口

34:第二噴水結構

341:第二噴水管

342:第二噴水口

35:反沖洗泵

36a:隔離層

4、4d:供水管

5、5a、5d:排水管

51、51a:第一排水控制閥

52a:處理水回流管

53a:處理水回流泵

54a:水質檢測器

6、6a、6d:排汙管

61、61a:第一排汙控制閥

62a:汙泥回流管

63a:汙泥回流泵

7:曝氣結構

70:鼓風機

71:曝氣構件

[圖1]為本發明第一實施例的立體圖。

[圖2]為本發明第一實施例的剖視圖。

[圖3]為本發明第一實施例的立體剖視圖。

[圖4]為本發明第一實施例的另一方向的剖視圖。

[圖5]為本發明第一實施例的反沖洗結構的示意圖。

[圖6]為本發明第二實施例的示意圖。

[圖7]為本發明第三實施例的示意圖。

[圖8]為本發明第四實施例的示意圖。

[圖9]為本發明第五實施例的立體圖。

[圖10]為本發明第五實施例的剖視圖。

圖1~5為本發明的第一實施例。如圖1~5所示，本發明固液分離結構100包括：一儲存槽1，具有一內部空間；及一分隔板2，設於儲存槽1內，用於將儲存槽1的內部空間分隔成一第一空間11及一第二空間12；及一過濾結構3，設於儲存槽1的第一空間11內，其中進一步包括一薄膜過濾組件30，薄膜過濾組件30呈管狀，設於分隔板2上，用於將儲存槽1的第一空間11分隔成一第三空間13及一第四空間14；在分隔板2上具有若干連通儲存槽1的第二空間12及第四空間14的連通孔21；及一供水管4，連通儲存槽1的第四空間14，並連接一原水供應結構；及一排水管5，連通儲存槽1的第三空間13；及一排汙管6，連通儲存槽1的第二空間12；以及一曝氣結構7，具有一鼓風機及至少一曝氣構件71，曝氣構件71設於儲存槽1的第四空間14內，並設於分隔板上；藉此結構，可進行渦流沉砂、曝氣沉砂、好氧生物反應及固液分離等處理，藉以提高水處理效率並節省成本。下文將詳予說明。

儲存槽1具有一內部空間，可採用直立的圓筒狀結構。

分隔板2設於儲存槽1內，用於將儲存槽1的內部空間分隔成一第一空間11及一第二空間12。分隔板2可大概水平的設置於儲存槽1的內部空間，使儲存槽1的第一空間11在第二空間12的上方。

過濾結構3設於儲存槽1的第一空間11內，其中進一步包括一薄膜過濾組件30，薄膜過濾組件30呈管狀，設於分隔板2上，用於將儲存槽1的第一空間11分隔成一第三空間13及一第四空間14。在分隔板2上具有若干連通儲存槽1的第二空間12及第四空間14的連通孔21。另外，過濾結構3還可設有反沖洗結構31，反沖洗結構31可包括一反沖洗支撐管32、至少一第一噴水結構33、至少一第一噴水管331、許多第一噴水口332、至少一第二噴水結構34、至少一第二噴水管341、許多第二噴水口342及一反沖洗泵35，藉以在進行固液分離處理時同時對部分薄膜過濾組件進行反沖洗，反沖洗用的相關結構為習用技術，故不再贅述。過濾結構3的薄膜過濾組件30為具有許多微孔的薄膜，可採用例如不鏽鋼製的金屬編織網。薄膜過濾組件30可直立的設於分隔板2上，藉以將儲存槽1的第一空間11分隔成位於薄膜過濾組件30內側的第三空間13及位於薄膜過濾組件30外側的第四空間14。薄膜過濾組件30用於進行固液分離處理，產生可通過薄膜過濾組件30的處理水及不可通過薄膜過濾組件30的汙泥。處理水進入儲存槽1的第三空間13後，可由排水管5排出。汙泥留在儲存槽1的第四空間14內，並通過分隔板2的連通孔21逐漸沉入儲存槽1的第二空間12。

圖2~4為剖視圖，主要為了揭露儲存槽1及薄膜過濾組件30的內部結構，其他結構僅以簡圖示意。另外，在例如圖1、3、7等立體圖中省略了例如排氣閥15、第一排水控制閥51及第一排汙控制閥61等結構。供水管4連通儲存槽1的第四空間14，並連接一原水供應結構(圖中未示)，用於向儲存槽1的第四空間14注入原水。原水供應結構可為各種城市生活廢水的儲水槽或其他收集待處理水的結構。在經過粗格柵、細格柵以去除大型雜物以後產生原水可注入儲存槽1中。依據不同的使用需求，供水管4可連通儲存槽1的第四空間14的任意位置。舉例而言，例如在處理廢水時，供水管4可連通儲存槽1的第四空間14的底段位置，在注入原水時，使原水緩緩上升。此外，供水管4可沿著儲存槽1的切線方向設置，藉以在注入原水時使儲存槽1的第四空間14內的水產生渦流。另外，可設有二支以上的供水管(圖中未示)，並均勻分布，藉以產生均勻的渦流。

排水管5連通儲存槽的第三空間，用於排出處理水。在儲存槽外部的排水管上可設有一第一排水控制閥51，藉以開啟或關閉排水，並在排水時控制水量。例如在初期培養微生物時，可關閉第一排水控制閥51。

排汙管6連通儲存槽1的第二空間12，用於排出汙泥。在排汙管6上可設有一第一排汙控制閥61，藉以開啟或關閉排汙，並在排汙時控制汙泥量。例如在汙泥逐漸沉澱堆積而提高濃度後才打開第一排汙控制閥61。

曝氣結構7具有一鼓風機70及至少一曝氣構件71，曝氣構件71設於儲存槽1的第四空間14內，並設於分隔板2上。曝氣構件可以採用曝氣盤結構(圖中未示)。曝氣構件71還可由至少一曝氣管所組成，例如採用Dryden Aqua公司的Air Diffusers(產品型號70000~70008)，藉以產生細微的氣泡，提供好氧生物反應所需的氣體，並形成曝氣沉沙的功效；此外，由於曝氣構件71設於分隔板2上，因此還可擾動沒有通過分隔板2的連通孔21的污泥，防止汙泥堆積在分隔板2上。另外，在儲存槽1的頂部設有至少一排氣閥15，藉以排出空氣。此了前述功效以外，曝氣結構7產生的氣泡還可以擾動薄膜過濾組件30的外表面，形成氣洗的功效，搭配反沖洗結構31的水洗功效，能有效清洗薄膜過濾組件30，維持薄膜過濾組件30的過濾功效。

由沿著儲存槽1的切線方向設置的供水管4注入原水，可進行渦流沉砂處理。又，透過曝氣結構7的功效，可進行曝氣沉砂處理。再者，透過曝氣結構7的功效，能夠在儲存槽1的第四空間14內形成適合培養微生物的環境，因此能夠方便培養微生物以進行好氧生物反應處理，藉以降低汙泥中的化學需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)。再者，在不啟動鼓風機70的情況下，儲存槽1內的環境亦可適合進行厭氧生物消化處理，藉以處理汙泥中的例如氨氮(NH₃-N)等物質。另外，以例如不鏽鋼製之金屬編織網製成的薄膜過濾組件30配合反沖洗結構，可在進行固液分離處理時同時對部分薄膜過濾組件進行反沖洗。因此，藉由上述結構之組合，可進行沉砂、好氧生物反應、厭氧生物消化處理及固液分離等處理，藉以提高水處理效率並節省成本。舉例來說，在啟動鼓風機70的情況下，固液分離結構100可進行沉砂、好氧生物反應及固液分離等處理，待汙泥中的COD已經降到符合需求時，在關閉鼓風機70，藉以進行厭氧生物消化處理。從另一方面來說，亦可藉由兩組以上的固液分離結構100分別進行好氧生物反應及厭氧生物消化處理，藉以提高水處理效率並節省成本。

圖6為本發明的第二實施例。如圖6所示，依照使用需求，在薄膜過濾組件30a上可設有一隔離層36a、在排水管5a上可設有一處理水回流管52a及/或在排汙管6a上可設有汙泥回流管62a，以及其他輔助結構，茲舉例說明如下。

在例如原水中的可溶性雜質含量較高時，可能需要提高原水放在儲存槽1a的第四空間14a內的時間。因此，在薄膜過濾組件30a的底部可設有一水不能穿過的隔離層36a，藉以增加對剛進入儲存槽1a的原水進行好氧生物反應處理的處理時間。

在排水管5a上可進一步設有一處理水回流管52a。處理水回流管52a連通排水管5a及儲存槽1a的第四空間14a，並設有一處理水回流泵53a，可配合第一排水控制閥51a一起使處理水回流至儲存槽1a的第四空間14a。當例如排水管5a排出的處理水中含有過量的可溶性雜質時，可關閉第一排水控制閥51a，並打開處理水回流泵53a，將處理水重新導入儲存槽1a的第四空間14a以便經由好氧生物反應處理。此外，在排水管5a上可設有一水質檢測器54a，藉以檢測處理水中的可溶性雜質含量。

在排汙管6a上可進一步設有一汙泥回流管62a。汙泥回流管62a連通排汙管6a及儲存槽1a的第四空間14a，並設有一汙泥回流泵63a，可配合第一排汙控制閥61a一起使汙泥回流至儲存槽1a的第四空間14a。當例如儲存槽內的汙泥量低於一預定汙泥含量範圍時，可關閉第一排汙控制閥61a，並打開汙泥回流泵63a，將汙泥重新導入儲存槽1a的第四空間14a維持儲存槽內的汙泥量，達到回饋汙泥或迴流汙泥的效果，使汙泥停留時間延長，進而在儲存槽1a內維持好氧生物反應所需的食微比。

圖7為本發明的第三實施例。如圖7所示，在儲存槽1b的頂部可以設有一排渣管道16b，藉以在需要時排除懸浮固體(Suspended Solid)。

圖8為本發明的第四實施例。如圖2、5及8所示，前述的第一噴水管331上具有許多第一噴水口332，藉以反沖洗薄膜過濾組件30。第一噴水管331應盡量靠近薄膜過濾組件30，藉以維持反沖洗力度。如圖8所示，第一噴水管331c上亦可具有若干長條形的第一噴水口332c，藉以提高單一第一噴水口332c所覆蓋的面積，並節省製造成本。

圖9~10為本發明的第五實施例。如圖9~10所示，本發明亦可用於食品萃取處理，例如用於萃取甜菊糖。在進行例如萃取甜菊糖等食品處理時，原水為甜菊葉浸泡液。供水管4d可連通儲存槽1d的第四空間14d的中段位置，而薄膜過濾組件30d用於進行固液分離處理，產生可通過薄膜過濾組件30d的處理水(甜菊糖溶液)及不可通過薄膜過濾組件30d的汙泥(甜菊葉、砂礫等)。在此情況下，甜菊糖溶液通過薄膜過濾組件30d由排水管5d排出，例如甜菊葉等浮體由排渣管道16d排出，例如砂礫等沉體則由排汙管6d排出。

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

100:固液分離結構

1:儲存槽

11:第一空間

12:第二空間

13:第三空間

14:第四空間

15:排氣閥

2:分隔板

21:連通孔

3:過濾結構

30:薄膜過濾組件

31:反沖洗結構

32:反沖洗支撐管

33:第一噴水結構

34:第二噴水結構

35:反沖洗泵

4:供水管

5:排水管

51:第一排水控制閥

6:排汙管

61:第一排汙控制閥

7:曝氣結構

70:鼓風機

71:曝氣構件

Claims

一種固液分離結構，其中包括：一儲存槽，具有一內部空間，該儲存槽的頂部設有一排渣管道；及一分隔板，設於該儲存槽內，用於將該儲存槽的內部空間分隔成一第一空間及一第二空間；及一過濾結構，設於該儲存槽的第一空間內，其中進一步包括一薄膜過濾組件，該薄膜過濾組件呈管狀，設於該分隔板上，用於將該儲存槽的第一空間分隔成一第三空間及一第四空間；在該分隔板上具有若干連通該儲存槽的第二空間及第四空間的連通孔；及一供水管，連通該儲存槽的第四空間，並連接一原水供應結構；及一排水管，連通該儲存槽的第三空間；及一排汙管，連通該儲存槽的第二空間；以及一曝氣結構，具有一鼓風機及至少一曝氣構件，該曝氣構件設於該儲存槽的第四空間內，並設於該分隔板上。
如請求項1之固液分離結構，其中該過濾結構進一步包括一反沖洗支撐管、至少一第一噴水結構、至少一第一噴水管、許多第一噴水口、至少一第二噴水結構、至少一第二噴水管、許多第二噴水口及一反沖洗泵。
如請求項2之固液分離結構，其中該第一噴水管的第一噴水口呈長條狀。
如請求項1之固液分離結構，其中該曝氣構件由至少一曝氣管所組成。
如請求項1之固液分離結構，其中該薄膜過濾組件的底部設有一水不能穿過的隔離層。
如請求項1之固液分離結構，其中該排水管上設有一第一排水控制閥及一處理水回流管；該處理水回流管連通該排水管及該儲存槽的第四空間，並設有一處理水回流泵。
如請求項1之固液分離結構，其中該排汙管上設有一第一排汙控制閥及一汙泥回流管；該汙泥回流管連通該排汙管及該儲存槽的第四空間，並設有一汙泥回流泵。