TW200819195A - Filtration apparatus - Google Patents

Description

200819195 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種沉浸式吸入過濾裝置或外壓式過濾裝 置，用於藉由將大量相鄰配置的中空纖維薄膜在包含懸浮 成分之待處理的液體中來進行固體-液體分離，所以已處理 的液體浸透該中空纖維薄膜，更特定而言係關於一種過濾 裝置，其中包括具有簡單構造的清潔手段，用於移除已經 附著到該等中空纖維薄膜之懸浮的成分。 【先前技術】 一種薄膜模組，其中共同圓形地放置複數中空纖維薄 膜，且該等中空纖維薄膜的一端或兩端由固定構件固定於 該等中空纖維薄膜開口的一端或兩端，以形成集水部，其 被安裝用於該沉浸式吸入過濾裝置或該外壓式過濾裝置。 此種薄膜模組廣泛用於水份清潔領域，例如清潔河 水、湖水及沼澤。近年來，薄膜模組在趨勢上不僅用於水 份清潔領域中，但亦用於處理高度污染水份的領域，例如 過濾污水、下水道、工業廢水及工業用水的第二級及第三 級處理之過濾。 對於利用在高度污染水的處理時，使用採取了利用薄 膜模組之薄膜活性污泥法（薄膜生化反應器系統）之廢水處 理系統已廣泛使用。因爲該薄膜分離活性污泥法可對於高 密度活性污泥進行處理，該薄膜分離活性污泥法能夠降低 曝氣槽的體積，並不考慮使用沈澱槽及污泥濃縮槽。因此， 該薄膜分離活性污泥法之好處爲該過濾裝置的安裝面積可 200819195 小於在習用組合式水淨化槽法中所使用的過濾裝置之面 積。此外，該薄膜分離活性污泥法的另一個好處爲其能夠 以比習用方法更高的品質來淨化水質。 對於高度污染水的水質淨化及處理的處理’在藉由使 用了薄膜模組的過濾裝置進行過濾處理期間’於待處理液 體中含有的懸浮成分會沉積在薄膜表面或薄膜之間，而造 成薄膜會阻塞。也就是說’經由沉積會使中空纖維薄膜彼 此黏結，並彼此整合，且在該薄膜模組內的中空纖維薄膜 的有效薄膜面積即減少，而造成穿透流量的降低。 因此，在清潔作業中移除在該薄膜表面上的沉積物相 當重要。對於在大多數清潔作業中使用的方法，藉由利用 塡充在沉浸槽中待處理之液體自該薄膜模組之下引入空氣 所供應的氣泡，以及藉由利用由所供應空氣所產生的待處 理液體之流動而造成中空纖維薄膜之振動的空氣冒泡作用 來自薄膜表面剝除沉積物。 例如，在日本特開平7-24264號公報（專利文獻1)中， 如第26圖所示，在液體的過濾方法中，藉由在該平板狀平 面中空纖維薄膜模組101之下所提供之空氣擴散板102之 空氣擴散孔1 02a所供應之氣泡，連續或間歇地對該等中空 纖維薄膜103進行空氣冒泡作用，薄膜模組1〇1具有垂直 沉積的平板表面及水平沉積的中空纖維薄膜所沉積，即藉 由空氣冒泡僅振動中空纖維薄膜1 03，而產生渦流。 在已審查的日本特公平7-61420號公報中所揭示的過 濾器中，如第27圖所示，大量的中空纖維薄膜過濾薄膜1 1 〇 200819195 配置在外部缸體111之內，而多孔管112係置於中空纖維 薄膜的集束中。空氣冒泡係由自多孔管112之下引入空氣 來進行，而氣泡會沿著多孔管1 1 2上升，以產生一上升流 動而振動中空纖維薄膜110。 [專利文獻1]:日本特開平7-24264號公報 [專利文獻2]:日本特公平7-6 1420號公報 【發明内容】 本發明所要解決的問題 但在第26圖中所示之日本特開平7-24264號公報中揭 示的過濾方法，空氣的擴散範圍係由空氣擴散板102的空 氣擴散孔102a到中空纖維薄膜103的整個區域。爲了有效 率地擴散空氣，其有需要某種程度地隔開相鄰的板狀平面 中空纖維薄膜模組1 0 1，因此很難以高密度安裝薄膜。因此 該薄膜安裝件的體積很大。該過濾方法的問題爲當空氣全 部由薄膜模組101之下擴散時，僅有中空纖維薄膜103的 表面有空氣擴散，於薄膜之間的空氣擴散並不充份，特別 是在薄膜容易阻塞的水份收集部的附近。該過濾方法另一 個問題是該等中空纖維薄膜由於在該水份收集部附近（也 就是在該等中空纖維薄膜結合的部分附近，並由此施加負 載處），該等薄膜的振幅較大而容易破損。因此，該等中空 纖維薄膜在其結合部分附近容易受損。 在如第27圖所示的日本特公平7-61420號公報中所述 的過濾器，僅插入複數多孔管11 2到由圓形排列的大量中 空纖維薄膜過濾薄膜110構成的中空纖維薄膜集束中。因 200819195 此，該過濾器的問題在於薄膜之間所進行的空氣擴散不足 〇 爲了改善上述的問題，可瞭解到要在該管路中形成複 數噴氣孔即要使得每個中空纖維薄膜具有儘可能最高的空 氣擴散效果。但是複數噴氣孔會產生比需要量多的大量空 氣，而造成額外的運轉成本。另外，在由該等噴氣孔中所 噴射的空氣量會有變化。空氣量會根據空氣來源與噴氣孔 之間的距離而有很大的變化。 本發明即基於上述的問題而提出。本發明的目的在於 提供一種過濾裝置，其可藉由氣泡有效率地移除懸浮成分 之手段’其係在當使用中空纖維薄膜進行的過濾作業期間 沉積在中空纖維薄膜的表面上或在薄膜之間。 問題解決手段 爲了解決上述的問題，本發明提供一種沉浸式吸入過 濾裝置或外壓式過濾裝置，用於藉由將複數中空纖維薄膜 沉浸在含有懸浮成分的待處理液體中來進行固體-液體分 離，所以已處理的液體即滲透該等中空纖維薄膜，其包括 雙重折疊的中空纖維薄膜； 已處理液體收集手段，其連接於每一個中空纖維薄膜 的開放端，其係放置在相對於每一個中空纖維薄膜的折彎 側。 夾持構件，用於夾持每一個中空纖維薄膜的折彎部， 並在每一個中空纖維薄膜的折彎部與該夾持構件之間形成 200819195 縫隙；及 噴氣手段，用於自每一個 清潔空氣到每一個中空纖維薄 其中用於流動由該噴氣手 由該夾持構件所夾持之中空纖 或是於該等中空纖維薄膜之間 在本發明的過濾裝置中， 在待處理液體中，其係設定其 個中空纖維薄膜之開放端放置 件支撐的每一個中空纖維薄膜 且該等噴氣手段放置在該夾持 在本發明的過濾裝置中， 維薄膜，而在該中空纖維薄膜 隙，由該噴氣手段噴射的氣體 周緣表面（薄膜表面）之軸向方 能由該氣體的流動及由該氣體 動而可靠及有效率地振動所有 於該液體沿著其表面的流動而 著在該等中空纖維薄膜之薄膜 在本發明中，因爲該等中 其折彎部由該夾持構件夾持， 持構件夾持，而在相鄰的中空 藉此其有可能形成管路，用以 中空纖維薄膜的薄膜表面噴射 中空纖維薄膜的折彎側噴射 膜的開放端之側面， 段噴射的氣體之縫隙形成在 維薄膜與該夾持構件之間’ 的縫隙之至少一部分當中。 通常該中空纖維薄膜係放置 軸向方向爲垂直方向，將每 在其上方側，而由該夾持構 之另一端放置在其下方側， 構件之下。 由該夾持構件夾持該中空纖 與該夾持構件之間提供有縫 可沿著該等中空纖維薄膜的 向流動通過該縫隙。其有可 流動產生的待處理液體之流 的中空纖維薄膜，此外，由 達到藉由剝除而移除已經附 表面之懸浮成分之效果。 空纖維薄膜被雙重折疊，且 該等中空纖維薄膜可由該夾 纖維薄膜之間形成該縫隙。 自該夾持構件之下沿著該等 氣體。另外，因爲該氣體可 -10- 200819195 充份地供應到每個中空纖維薄膜的下方側，其 端折彎部，其有可能對於固體成分很難沉積在 。該過濾功能因爲有效薄膜面積幾乎未減少而 劣化，並可相當穩定地不會降低待處理之水量 另外藉由雙重折疊每一個中空纖維薄膜， 件夾持每一個中空纖維薄膜之另一端，其不需 來固定耦合於放置在該中空纖維薄膜的另一端 體收集手段的該末端。因此，該過濾裝置具有 用於清潔目的之噴氣手段係放置在該夾持 並自每一個中空纖維薄膜之另一端噴射該氣體 。在本發明中，因爲該縫隙形成在該夾持構件 空纖維薄膜之間，由受壓氣體供應管路所供應 每一個中空纖維薄膜的薄膜表面流動通過每一 生氣泡。因此其有可能有效率地藉由剝除而移 等中空纖維薄膜的表面上之懸浮成分，並降低 所需要的成本。較佳地是該噴氣手段係以100 Ϊ 間距放置在該夾持構件之下。 因爲用於清潔的氣體被引入到該過濾裝置 氣。該空氣的壓力被設定爲10到70 kPa。更佳 有20到50 kPa之受壓空氣。該受壓空氣可使 壓縮器所供應。因爲由壓縮機供應的受壓空氣 ，且比鼓風機要貴，較佳地是使用鼓風機。 較佳地是該氣體之引入量由要驅動該鼓風 度而言要儘可能地小，即其運轉成本要小。例 中包括其下 其下方部上 僅會少許地 〇 由該夾持構 要使用構件 之已處理液 簡單構造。 構件之下， 到其另一端 與每一個中 的氣體沿著 個縫隙而產 除沉積在該 噴射該氣體 【J 5 00 mm的 ，係使用空 地是使用具 用鼓風機或 之壓力太高 機之電力角 如，對於設 -11- 200819195 定該中空纖維薄膜模組每小時過濾水量爲100L所引入的 氣體量大致要設定在每小時0.1到5 Nm3的範圍，較佳地是 爲每小時0.5到2Nm3，其係根據要由該過濾水隔離的固體 內容物之量而定。 該夾持構件的組態並未限定到特定組態，而可設定爲 多種組態。 例如，該夾持構件可包含放置在垂直於該中空纖維薄 膜的軸向方向之方向上的平板；且該平板可具有複數通孔 配對，其近似於對一個或複數中空纖維薄膜形成，而該等 通孔之相鄰配對以預定間隔放置；且該一個或複數中空纖 維薄膜之折彎部之兩側可插入通過該等通孔配對，而在每 一個中空纖維薄膜的兩側之間提供縫隙。 當複數中空纖維薄膜穿過通孔，而將該等中空纖維薄 膜在該通孔中彼此接觸時，其較佳地是中空纖維薄膜接觸 不會超過三個中空纖維薄膜。當使中空纖維薄膜接觸不超 過三個中空纖維薄膜時，假使四個中空纖維薄膜以90度的 間隔放置，其有可能固定每一個中空纖維薄膜的周緣表面 之較大的部分爲非接觸部分。 較佳地是上述的平板爲平面板狀。藉由形成具有通孔 形成穿過的簡單組態之平板，其有可能降低製造成本。此 外，藉由鉤上一個或複數個中空纖維薄膜到該通孔，其有 可能可靠地在每個中空纖維薄膜的周緣上形成該縫隙，並 藉由該夾持構件夾持該中空纖維薄膜在位置上。 一個中空纖維薄膜或不少於兩個或複數個中空纖維薄 -12- 200819195 膜可插入通過一個通孔。若考慮到剝ρ 效率，其較佳地是在該通孔當中的中； 被設定爲不超過70%。例如，當具有外 纖維薄膜通過該通孔時，其較佳地是i 直徑爲3到5 mm。當具有外徑3mm之· 入通過該通孔時，其較佳地是該通孔；! 4 到 6mm 〇

該通孔的組態並不限於特定的組 薄膜可插入通過該通孔，且該縫隙提 緣表面及該中空纖維薄膜的周緣表面 孔爲圓形、長圓形、橢圓及長方狹縫 及可加工性，以及防止懸浮成分附著 其更佳地是該等通孔爲圓形或長圓形 爲了改善藉由加壓的噴射氣體到 近之剝除移除的效率，該等中空纖維 之虛孔即可分散形成。藉由形成虛孔 由該中空纖維薄膜剝除的懸浮成分沈 其有可能除了該等通孔會形成通 雙重折疊的中空纖維薄膜係彼此相鄰 且由圓棒或平面形棒構成的夾持構件 中空纖維薄膜的側面部分之間，並將 以夾持該折彎部。 更特定地對於夾持該雙重折疊的 構件，即提供該棒做爲折疊用途。利 i 供 之 形

I 移除該懸浮成分的 纖維薄膜的塡充率 【2 mm之一個中空 通孔爲圓形，且其 個中空纖維薄膜插 圓形，且其直徑爲 ，只要該中空纖維 在該通孔的內部周 間。較佳地是該通 。考慮到可模製性 該通孔的周緣時， 中空纖維薄膜的附 膜未分別插入通過 其有可能防止已經 在該平板上。 的平板之外，複數 置，像是篩草網； 插入到彼此面對之 折彎部放置在其間 空纖維薄膜之夾持 彼此相鄰配置的雙 -13- 200819195 重折疊中空纖維薄膜，該棒係放置在每一個中空纖維薄膜 的側面部分之間的中央空間中，而該棒係穿過該等中空纖 維薄膜。 上述的結構減少了插入每一個雙重折疊的中空纖維薄 膜之兩個側面部通過該通孔之工作，並能夠夾持複數中空 纖維薄膜在雙重折疊的狀態中。 較佳地是該等中空纖維薄膜係緊密地相鄰|g置，或是 在該棒的軸向方向上以某個間距配置，且由複數中空纖維 薄膜構成的區塊與由複數中空纖維薄膜構成之相鄰區塊爲 2.0 到10.〇111111之間隔。 更特定而言，爲了增進過濾效能，較佳地是以預定間 隔緊密地放置該等中空纖維薄膜。但其有需要固定該噴射 氣體之管路，以可靠地振動該等中空纖維薄膜，並確保空 間，其中使得液體流動在每個中空纖維薄膜的表面上，已 經附著於該等中空纖維薄膜之薄膜表面的懸浮成分即可用 剝除方式移除。因此，其較佳地是以相當短的間距相鄰配 置四到六個中空纖維薄膜成一個區塊，且相鄰的區塊之間 隔爲2.0到10.0 mm之間距，以固定該大型氣體管路。 該懸浮成分逐漸地沈積在該棒的上表面做爲在使用該 過濾裝置的期間當中做爲折疊用途。因此，每一個中空纖 維薄膜的兩側部分即分散在其兩側部分互相離開的方向上 。因此，該等中空纖維薄膜的兩側部分與相鄰中空纖維薄 膜的兩側部分之間的縫隙即變短，並在一些例子中，該等 相鄰的中空纖維薄膜的兩側部分彼此接觸。如上所述，當 -14- 200819195 相鄰中空纖維薄膜之間的縫隙變得較小或消失時，水份即 很難進入該中空纖維薄膜。藉此該過濾效能即降低。 爲了克服上述的問題，於平行於垂直該等中空纖維薄 膜的軸向方向之方向上放置複數個棒做爲折疊用途時，亦 可變化鄰接配置棒的上下變化。 在上述的架構中，即使該懸浮成分沈積在該棒的上方 部分，且因此該中空纖維薄膜的兩側部分即分散，該等相 鄰中空纖維薄膜的側面部分之垂直分布位置彼此不同。因 此，其有可能防止相鄰中空纖維薄膜之間的縫隙消失，或 是防止相鄰中空纖維薄膜彼此接觸。 另外，即提供複數U形防止分散框架，使得每個防止 分散框架由該中空纖維薄膜向外放置成環繞每一個中空纖 維薄膜的兩側部分，其範圍由其折彎部到該棒以上的位置 處。藉由提供該防止分散框架，其有可能防止每一個中空 纖維薄膜的兩側部分之分散，即使該懸浮成分沈積在該棒 的上表面。 該棒可具有垂直穿過其中的氣體管路。藉由將該棒設 置於該氣體管路，其有可能抑制及防止該懸浮成分沈積在 該棒的上表面。 該氣體管路可以在該棒的縱向方向上連續形成爲狹窄 的通孔，或是以預定的間距相隔形成爲複數通孔。 除了折疊用途的棒之外，該夾持構件可包括耦合板， 其平行於該中空纖維薄膜的軸向方向放置，及複數圓柱部 ，在其兩端爲開放，其自該耦合板的表面突出，其方式爲 -15- 200819195 緊密相鄰的一對圓柱部使每一個中空纖維薄膜具有以預定 間距相隔的相鄰配對的圓柱部；每一個中空纖維薄膜的折 彎部之兩側個別插入通過一對圓柱部之通孔，其在每一個 中空纖維薄膜的折彎部之兩側部分之間提供縫隙；且該折 彎部跨越一對圓柱部之間，以夾持該折彎部。 每個圓柱部之周緣表面的一部分即由線接點固定於該 耦合板的表面。藉由設定該圓柱部的高度某種程度的短， 使得該圓柱部能夠夾持該中空纖維薄膜，並設定該圓柱部 之內徑大於該中空纖維薄膜的外徑，其有可能在插入通過 該圓柱部的中空纖維薄膜之幾乎整個周緣表面上形成該氣 體通路的縫隙。 上述的架構允許該中空纖維薄膜以高密度放置，防止 該等中空纖維薄膜彼此接觸，且要固定提供於該等中空纖 維薄膜之間的縫隙，因此藉由剝除有效率地移除該懸浮成 分，並維持高度的過濾效能。 其有可能建構一可折彎板料的夾持構件’並形成大量 的兩端開放的圓柱部在該板料的一表面上，而使圓柱部以 預定間距相隔。藉由該中空纖維薄膜穿過通過每個圓柱部 ，該板料可與該等圓柱部共同雙重折彎。 另外，其有可能藉由使用板料、帶料或類似者，其固 定每一個中空纖維薄膜的相對兩側部分，像是篩草網，而 將其兩側部分平行配置，並利用黏著劑或類似者結合該等 中空纖維薄膜到該耦合板，所以該等中空纖維薄膜皆雙重 折疊在一起。 -16- 200819195 做爲第二發明，其提供一種沉浸式吸入過濾裝置或外 壓式過濾裝置，用於藉由將複數中空纖維薄膜沉浸在含有 懸浮成分的待處理液體中來進行固體-液體分離，所以已處 理的液體即滲透該該等中空纖維薄膜，其包括： 該等中空纖維薄膜，其每一個的一端爲開放，而每一 個的另一端爲封閉； 已處理液體收集手段，其連通於每一個中空纖維薄膜 之一端處的開口； 夾持構件，用於夾持每一個中空纖維薄膜的封閉部， 其放置在每一個中空纖維薄膜的另一端處，而在每一個中 空纖維薄膜的封閉部與該夾持構件之間形成縫隙，且亦在 相鄰中空纖維薄膜之間形成縫隙；及 噴氣手段，其放置在該夾持構件之下，用於自每一個 中空纖維薄膜的另一端之一側噴射氣體到每一個中空纖維 薄膜之一端的側面， 其中該氣體係沿著該中空纖維薄膜的軸向噴射在配置 成並列之相鄰中空纖維薄膜之間並通過該等縫隙。 在第二發明中，該中空纖維薄膜不像是第一發明爲雙 重折疊，而是位在相對於收集該已處理液體的側面處之中 空纖維薄膜的前端即封閉，且該中空纖維薄膜由該夾持構 件夾持，而在相鄰中空纖維薄膜之間提供該縫隙。 在上述的架構中，其有可能有效率地將由該噴氣手段 噴射的氣體進入每一個中空纖維薄膜之薄膜表面，並由該 剝除達到移除該懸浮成分之效果，其類似於第一發明。 -17- 200819195 該第二發明的夾持構件之組態並不限於特定組態。例 如，其有可能組成平行於該中空纖維薄膜之軸向方向放置 的固定板之夾持構件，並固定每一個中空纖維薄膜的周緣 表面之一部分到該固定板之表面。 該中空纖維薄膜可以由黏結扣緊到該固定板，或將每 一個中空纖維薄膜的周緣表面夾在兩個相對的夾板之間。 較佳地是對於做爲清潔用途而噴射該氣體之噴氣手段 ，受壓氣體供應管路放置在該夾持構件之下，且一個或複 數噴射孔係形成在該受壓氣體供應管路中。 該噴氣孔可形成在該受壓氣體供應管路之周緣表面的 任何需要部分處。但是爲了防止在該中空纖維薄膜剝除的 懸浮成分在當間歇地供應氣體及當該過濾裝置未運作時進 入該噴氣孔，其較佳地是將該噴氣孔形成在該受壓氣體供 應管路之下方部分，即相對於用張力安裝中空纖維薄膜處 的側面之相反側。 該過濾裝置包括具有相鄰接配置的複數中空纖維薄膜 之中空纖維薄膜模組。該中空纖維薄膜模組之複數中空纖 維薄膜之每一個的開放端即由黏結固定於固定構件；由水 份收集座構成的已處理液體收集手段即安裝在該固定構件 上；該水份收集座連接到水份收集管路；及已經進行過濾 處理之液體即被吸入到該水份收集管路。該中空纖維薄膜 模組之複數中ρ纖維薄膜之每一個的另一側即由該夾持構 件所夾持。 較佳地是每一個中空纖維薄膜模組形成一個噴氣孔， •18- 200819195 其以某個間距通過該受壓氣體供應管路。複數噴氣孔可對 一個中空纖維薄膜模組配置。但是當該噴氣孔的數目增加 時，氣體即隨著薄膜的數量，即對於待處理之液體量而增 加噴射。因此，其即會增加運作成本，其並非所想要的。 在本發明的過濾裝置中，藉由提供具有夾持構件的過 濾裝置，該空氣可有效率地供應到該中空纖維薄膜的表面 。因此，即使噴氣孔的數目不多，其有可能達到藉由剝除 而有效率地移除該懸浮成分之效果。較佳地是設定該噴氣 孔之外徑爲4 mm到8 mm。 上述的受壓氣體供應管路耦合於空氣供應源，例如鼓 風機或壓縮機，其通過空氣引入座，其中該受壓氣體供應 管路的末端部分係可移除式地連接成氣密狀態。 在上述的架構中，即使該受壓氣體供應管路的噴氣孔 在執行過濾處理時發生阻塞，其有可能藉由自該空氣引入 座拉出該受壓氣體供應管路而清除阻塞在該受壓氣體供應 管路上的懸浮成分。藉由在完成清潔之後安裝該受壓氣體 供應管路在該空氣引入座，該受壓氣體供應管路的功能可 簡易地恢復。 當一個夾持構件提供給一個中空纖維薄膜模組時，較 佳地是裙料件沿著該夾持構件的周緣朝向該噴氣手段突出 ，以防止噴射的氣體自環繞該裙料件的區域逸出。 藉由提供該裙料件，該受壓噴射氣體即夾持在該裙料 件內，而不會有氣體自該處逸出。因此’該噴射的空氣可 以有效地利用而沒有損失。空氣儲存器整個形成在該夾持 -19 - 200819195 構件之下。在該空氣儲存器內壓力已成爲均勻的空氣即經 由該通孔供應到該中空纖維薄膜的表面。因此，該空氣可 均勻地噴射到該中空過濾薄膜模組之中空纖維薄膜的表面 〇 因此，即使噴氣孔的數目對每一個中空纖維薄膜模組 設定成不多，其有可能達到藉由剝除而有效率地移除該懸 浮成分之效果。因此，空氣的供應量即很小，可降低運作 成本。 該裙料件的組態並沒有特定的限制，只要其沿著該夾 持構件的周緣突出於該噴氣手段的方向上。 較佳地是形成空氣分布板，其具有形成穿過其中的複 數空氣擴散孔，而將該空氣分布板區隔該裙料件的內部。 該空氣分布板可有效果係因爲其能夠均勻地分散空氣 ，並均勻地引入空氣到該中空纖維薄膜的表面。 較佳地是在該中空纖維薄膜模組中，複數中空纖維薄 膜共同地圓形或長方形地放置在水平區段中，而在該等相 鄰中空纖維薄膜之間形成預定的縫隙，且該等相鄰中空纖 維薄膜之間的間距被設定爲2到6 mm。 較佳地是，中空纖維薄膜藉由設定其軸向方向爲垂直 方向來放置，將每個中空纖維薄膜之開放端放置在其上方 側，而由該夾持構件支撐的每一個中空纖維薄膜之另一端 放置在其下方側，且該等噴氣手段放置在該夾持構件之下 〇 該中空纖維薄膜模組之複數中空纖維薄膜的每一個之 -20- 200819195 兩端可利用硬式耦合支撐構件彼此連接。 多孔管路可以做爲該親合支撐構件，並做爲用於噴射 該受壓氣體之第二受壓氣體供應管路。 藉由耦合該中空纖維薄膜模組之兩端到該硬式耦合支 撐構件，並指定該固定構件及該夾持構件之間的尺寸，安 裝在該固定構件與該夾持構件之間的複數中空纖維薄膜可 以線性地夾持’而不需要固定該中空纖維薄膜，即使由該 受壓氣體之噴射所產生的振動被施加於該中空纖維薄膜上 〇 爲此目的，每個中空纖維薄膜即需要具有高拉伸強度 。在此態樣中，如稍後所述，藉由組成該中空纖維薄膜， 例如具有高拉伸強度之PTFE材料，該受壓空氣可直接噴射 到該等中空纖維薄膜之間的縫隙。 藉由形成該多孔管路之耦合支撐構件並自該多孔管路 上形成的孔在其軸向方向上噴射該受壓氣體到該中空纖維 薄膜，其有可能均勻地供應空氣由該中空纖維薄膜之軸向 方向上到其整個區域，並抑制該懸浮成分附著及沈積在該 中空纖維薄膜的表面上。 較佳地是一個或不少於兩個的組合保護構件即安裝在 該中空纖維薄膜的一部分上，其中該中空纖維薄膜接觸到 該夾持構件。 對於該保護構件，可使用由多種塑膠材料製成的管、 帶及膜。較佳地是使用熱收縮聚乙烯管，因爲其可簡易地 處理。更佳地是該保護構件由多孔性塑膠材料製成，因爲 -21- 200819195 該保護構件不會劣化該中空纖維薄膜之保護構件安裝部分 的過濾功能。此外，其有可能應用聚合材料，例如液態矽 膠或氟化橡膠到管狀薄膜的表面，或沉浸該管狀薄膜在該 聚合材料中’然後硬化該聚合材料，而將其做爲塗覆材料 。此外，ABS樹脂可以溶解或分散在溶劑中，例如MEK。 在該混合物施加於該聚合材料之後，該溶劑即移除，以使 用ABS樹脂做爲塗覆材料。 • 中空纖維薄膜較佳由含有氟樹脂之PTFE(聚四氟乙烯） 製多孔材料構成。中空纖維薄膜可由含有氟樹脂之多孔材 料諸如PVDF(聚偏二氟乙烯）製成。更佳地是該中空纖維薄 膜由展開的PTFE構成。藉由展開的PTFE構成之中空纖維 薄膜，該中空纖維薄膜對於酸、鹼及溶劑皆很穩定。另外 ，因爲PTFE具有良好的不黏著性，該懸浮成分較少附著於 由PTFE製成的中空纖維薄膜，且PTFE具有高彈性，PTFE 適合於加工成雙重折疊組態。 φ 該中空纖維薄膜的拉伸強度被設定爲不小於30N。藉 由賦予其高拉伸強度，該中空纖維薄膜足以承受氣泡所產 生的受壓空氣之流動，即由該受壓空氣之流動造成的待處 理液體之流動所產生的強烈振動。藉此，該中空纖維薄膜 並不會收縮或損壞。爲了允許該中空纖維薄膜具有上述的 特性，適合採用PTFE薄膜。 該中空纖維薄膜之材料不限於上述材料，但可使用聚 颯樹脂；聚丙烯腈；纖維素衍生物；聚烯烴諸如聚乙烯、 聚丙烯及類似物；聚乙烯醇樹脂；聚醯胺；聚酯；聚甲基 -22- 200819195 丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；多孔氧化鋁及陶瓷諸如多孔氮化 矽及類似物。此外，該中空纖維薄膜可由上述樹脂的共聚 合物所製成，且其中引入包含取代基之共聚合物；以及兩 種以上的上述樹脂之混合物。另外，該中空纖維薄膜可由 多種化合物製成，例如固定聚合物之化合物，引入取代基 之化合物，及板狀化合物。 較佳地是該中空纖維薄膜之內徑爲〇·3到12 mm，外徑 爲0·8到14 mm ’超微細孔大小爲1〇 nm到1，000 nm，薄膜 厚度爲0.2到1 mm，多孔度爲50到90%，及在跨薄膜壓力 差中的壓力阻抗爲0.1到1.0 MPa。 上述的中空纖維薄膜可應用於含有多種懸浮成分之待 處理液體的過濾。 發明之效果 如上所述，根據本發明之過濾裝置，放置在該受壓氣 體噴射手段之側面處的複數中空纖維薄膜之另一端由該夾 持構件支撐，而在該中空纖維薄膜的另一端與該夾持構件 之間形成縫隙。因此，該夾持構件支撐該等中空纖維薄膜 ，同時允許氣體通過該中空纖維薄膜與該夾持構件之間的 縫隙而施加於該中空纖維薄膜的薄膜表面。因此，其有可 能可靠地振動該等薄膜表面，並由於該液體沿著該中空纖 維薄膜的表面流動而有效率及可靠地藉由剝除移除沈積在 該薄膜表面上或在薄膜之間的縫隙中的該懸浮成分。另外 ，因爲其可能充份地施加氣泡到整個中空纖維薄膜模組， 其中共同設置了中空纖維薄膜，其有可能防止固體內含物 -23- 200819195 沈積在該中空纖維薄膜模組之下方部分上，並可保證穩定 的過濾功能。 另外，藉由該夾持構件夾持該中空纖維薄膜之折彎部 ，而在該中空纖維薄膜與該夾持構件之間形成縫隙，氣泡 可充份地施加到每一個中空纖維薄膜的最下方部分。因此 ，其有可能防止固體內含物的沈積。因此，該薄膜的有效 面積稍微減少，因此該過濾功能幾乎不會降低。因此水份 可用穩定的量來處理。再者，藉由雙重折疊該中空纖維薄 膜，其有可能提供比一種中空纖維薄膜要更大的薄膜表面 積，而其兩端皆爲封閉。因此，該過濾裝置能夠處理大量 的水份。 【實施方式】 實現本發明的最佳模式 以下參照圖面說明本發明之具體實施例。 第1圖到第7圖所示爲第一具體實施例，其中本發明 可應用於沉浸式吸入過濾裝置。 如第1圖所示，在該第一具體實施例之過濾裝置中， 複數中空纖維薄膜模組1 (1A，1B，1C)掛在包含有待處理 液體2之沉浸槽3內，以沉浸該中空纖維薄膜模組1在待 處理液體2中。在該第一具體實施例中，過濾處理由沉浸 該中空纖維薄膜模組1在含有已處理污水之活性泥槽中來 進行’並實行薄膜分離活性泥方法。雖然在第1圖中簡單 顯示三個中空纖維薄膜模組，中空纖維薄膜模組1之數目 並不限於3，亦可使用複數中空纖維薄膜模組1。 -24- 200819195 上述的三個中空纖維薄膜模組1 (1A，1B，1C)係耦合 於水份收集管路14，而中空纖維薄膜模組i以預定的間距 平行配置。 如第2圖及第3圖所示’每一個中空纖維薄膜模組1 具有大量的中空纖維薄膜10(在第一具體實施例中爲945個 中空纖維薄膜），其每一個皆爲雙重折疊。利用放置在中空 纖維薄膜模組1之另一側處的每一個中空纖維薄膜10之U 型折彎部，中空纖維薄膜1 〇之開放的上端側之位置以樹脂 固定於放置成彼此相鄰的中空纖維薄膜10之兩個開放上 端以形成固定構件1 1。固定構件1 1藉由硬化液體樹脂諸如 環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺甲酸樹脂或類似物而形 成，或者藉由在熱熔性塑膠材料諸如PFA、PP、PE樹脂中 形成各具有與中空纖維膜之尺寸相等尺寸之孔，在孔中分 別收納中空纖維膜並熔融該熱熔性塑膠材料而形成。利用 由固定構件11夾持中空纖維薄膜10,放置在每個中空纖維 薄膜1 0之兩端處的開口連接於水份收集座1 3的內部，且 水份收集座13連接於水份收集管路14。 每一個中空纖維薄膜10之下方端處的折彎部插入通過 通孔28，其形成穿過由第3(A)圖所示之長方形板構成的夾 持構件2 5。夾持構件2 5係提供給每一個中空纖維薄膜模組 1。夾持構件2 5之通孔2 8在X及Y方向上以固定間距形成。 如第3(B)圖所示’中空纖維薄膜1〇之一的兩個雙重折疊側 面部分10a，10b係分別插入通過一對相鄰的通孔28a， 28b。放置在中空纖維薄膜10之兩側部分1〇a，1〇b之間的 -25- 200819195 下端折彎部10c跨越通孔28a，28b之間的夾持構件25，而 下端折彎部1 〇c位在夾持構件25之下。更特定而言，在一 個中空纖維薄膜1〇向下插入通過通孔28&之後’中空纖維 薄膜10即折疊，然後向上插入通過另一個通孔28b。然後’ 夾持構件25放置在靠近於折彎部10c之位置處’而爲在中 空纖維薄膜10在其兩端處的開口 l〇d，10e相鄰配置在其上 端處。 如上所述，藉由固定複數中空纖維薄膜1 〇之上方端到 固定構件11及水份收集座13’藉由夾持構件25支撐中空 纖維薄膜10之下端，即形成第3(C)圖中所示的中空纖維薄 膜模組1。 夾持構件25的每個通孔28之直徑設定成大於中空纖維 薄膜10之外徑，以自由地插入中空纖維薄膜1〇通過通孔 28。用於氣體循環的縫隙C1形成在中空纖維薄膜10之周 緣與通孔2 8之內側周緣表面之間。在第一具體實施例中， 通孔28的直徑設定爲3.8 mm。中空纖維薄膜10之外徑設 定爲2.3 mm。因此，即使中空纖維薄膜10之周緣表面接觸 到通孔28之內部周緣表面的一部分，縫隙C 1出現在中空 纖維薄膜10之周緣表面的大部分與通孔28之內部周緣袠 面之間。 中空纖維薄膜10之下端折彎部l〇c與夾持構件25之下 方表面彼此之間並未接觸，但在其間形成縫隙C2。 夾持構件2 5由樹脂、鋼板或類似者製成。這種夾持構 件25的材料並不限於特定的種類。在該第一具體實施例 -26- 200819195 中，夾持構件25由PVC樹脂製成，其對於化學物的抵抗性 佳。 中空纖維薄膜10由PTFE(聚四氟乙烯）所構成之多孔性 材料製成。因爲PTFE構成之多孔性材料具有彈性及高強 度，中空纖維薄膜10在當插入通過夾持構件25之通孔28 並雙重折疊時不會受損。 在細節上，於第一具體實施例中的中空纖維薄膜1 〇之 使用具備內徑爲0 · 3到1 2 m m，外徑爲0.8到1 4 m m，膜厚 爲0.2到1 ·0 mm，有效長度爲200到3，000 mm，其超微細 孔之直徑爲10 nm到1，〇〇〇 nm，多孔度爲50到80%，拉伸 強度不小於30N，膜間差壓爲〇.1到i.〇Mpa的耐壓性之物。 爲了使中空纖維薄膜1 0穿過通孔2 8，其直徑爲3.8 m m， 其形成通過夾持構件25，在第一具體實施例中使用的中空 纖維薄膜10由拉緊的PTFE製成，其內徑爲1.1 mm，外徑 爲2.3 mm，及有效長度爲1，530 mm。超微細孔的直徑爲450 nm，多孔度爲75%。 如第4圖所示，通孔2 8形成通過夾持構件2 5，其並無 固定間距，但分別插入通過中空纖維薄膜1 〇之兩側部分 10a及10b的一對通孔28a及28b以相當短的間距相隔，藉 此一對通孔2 8與相鄰配對的通孔以相當長的間距相隔。中 空纖維薄膜並未插入通過之虛孔50形成穿過夾持構件 25，以允許氣體及待處理液體滲透通過。 爲了防止中空纖維薄膜10由於中空纖維薄膜10與夾持 構件25之間的接觸之損害，一熱收縮聚乙烯管可安裝在中 -27- 200819195 空纖維薄膜ίο上，其位置爲中空纖維薄膜10能夠接 夾持構件25。 如上所述，每個中空纖維薄膜模組1 A，1 B及1 C之 中空纖維薄膜10之上端固定於固定構件11。水份收 1 3係防水性地固定於固定構件11之上方部分。將水份 座13面對中空纖維薄膜10與將每一個中空纖維薄膜 上端開口保持開放，在中空纖維薄膜1 0內部之處理流 由水份收集座1 3所收集。 每個中空纖維薄膜模組1A，1B及1C之水份收集、 可移除式地耦合於水份收集管路1 4，所以待處理液體 入管路15吸入。在該第一具體實施例中，因爲中空纖 膜1 0爲U型，已處理的流體向上吸入。 水份收集座1 3藉由模製具有高機械強度及耐久性 料而形成。舉例言之，可使用聚碳酸酯、聚颯、聚嫌 聚氯乙烯、丙烯酸系樹脂、ABS樹脂、改性PPE樹脂 樹月旨（PTFE，PFA，FEP，及 PVDF)。 如第1圖及第5圖所示，放置在中空纖維薄膜10 端折彎部l〇c附近之夾持構件25之下，一清潔管路 平地放置成受壓噴氣手段，其與夾持構件25之間距f 到 5 00 mm 〇 如第1圖所示，清潔管路20較長，且行經以某間 鄰配置的三個中空纖維薄膜模組1A，1B及1C。 各一噴氣孔21形成在該清潔管路20上，其位置契 每個中空纖維薄膜模組（1A，1B及1C)之中心的位置。 觸到 每個 集座 收集 10之 體即 ® 13 由吸 維薄 之材 烴、 及氟 之下 20水 I 100 距相 應於 噴氣 -28- 200819195 孔2 1形成在清潔管路20之下方側處，以防止噴氣孔2 1被 已經自中空纖維薄膜1 0的表面分離且落下之懸浮成分阻 塞。較佳地是要設定噴氣孔21的內徑爲4mm到8mm。在 該第一具體實施例中，噴氣孔2 1之內徑設定爲5 mm。聚 氯乙烯模製成清潔管路20。清潔管路20之內徑與外徑分別 設定爲13 mm與18 mm。 清潔管路20之一端可以形成爲封閉端20a，如第1圖所 示。另外，清潔管路20亦可建構成空氣可引入到自兩側相 鄰配置的中空纖維薄膜模組當中。當清潔管路20之一端形 成爲封閉端，清潔管路20的另一端可移除式地耦合於空氣 引入座24通過塡料（未示出），以保持清潔管路20之另一端 爲氣/密。空氣引入座24連接於鼓風機27，其通過空氣引入 管路26，以引入具有20到50 kPa之受壓空氣到空氣引入 座24。 如第5圖所示，在每個中空纖維薄膜模組1中，裙料件 29沿著夾持構件25之周緣向下突出。清潔管路20之噴氣 孔2 1放置於裙料件29之中心下方。裙料件29形成來收集 裙料件29內側來自清潔管路20噴射的氣體，並防止氣體 自其逸出。 如第6圖所示，較佳地是形成空氣擴散板3 0，其形成在 裙料件29之內，並有一或複數個空氣擴散孔30a通過以均 与地分散空氣。 第一具體實施例之過濾裝置1 0的運作說明如下。 藉由驅動吸入管路1 5 ’引入到沉浸槽3並塡滿其中的待 -29- 200819195 處理液體2滲透過每個中空纖維薄膜模組（1A，1B及1C)之 中空纖維薄膜1 0，以執行固體與液體之分離。然後已處理 液體即透過水份收集管路1 4收集。 爲了可靠地持續過濾處理，已經沈積在中空纖維薄膜1 0 的表面上或薄膜之間的懸浮成分即可由剝除方式移除。此 時，鼓風機27即操作來由空氣引入管路26及空氣引入座 24引入該受壓空氣進入清潔管路20。該受壓空氣由清潔管 路20之噴氣孔21噴出。該噴出的受壓空氣即由裙料件29 收集在放置於每個中空纖維薄膜模組1之下的區域中，其 於夾持構件25之上通過夾持構件25之通孔28之內側周緣 表面與中空纖維薄膜1 0之周緣表面之間的縫隙C 1，並透 過相鄰中空纖維薄膜10之間的縫隙於中空纖維薄膜10的 軸向方向上升，將噴出的受壓空氣接觸於中空纖維薄膜10 之表面。藉此，已經附著及沉積在中空纖維薄膜10之表面 上的懸浮成分即可由剝除方式強力地移除。 該懸浮成分可由噴射受壓空氣連續或周期性地藉由剝 除方式移除。 當空氣擴散板30提供成空氣擴散板30區隔裙料件29 時，如第6圖所示，已經流入裙料件_ 29之氣體即在空'氣擴 散板30之下形成空氣儲存器31，藉此均勻地分散通過空氣 擴散孔30a，並分散到夾持構件25之下的整個區域上，藉 以自放置在通孔28之內側周緣表面與中空纖維薄膜〗0之 周緣表面之間的縫隙C 1吹出。因此，其有可能均勻且有效 率地完成懸浮成分之剝除式移除。 -30- 200819195 空 孔 有 施 過 懸 方 地 插 纖 維 空 通 兩 例 周 彼 例 過 如上所述，根據本發明之第一具體實施例，每一個中 纖維薄膜1 0係雙重折疊，並插入通過夾持構件2 5之通 28，以夾持中空纖維薄膜1〇在下端折疊的部分10c，並 縫隙C1形成通過夾持構件2 5。因此，其有可能可靠地 加氣泡氣體到每一個中空纖維薄膜10之周緣表面而通 縫隙C 1，並振動中空纖維薄膜1 〇。藉此，其有可能完成 浮成分之剝除式移除，且同時夾持中空纖維薄膜10之下 側在定位。因此，中空纖維薄膜1 0可由簡單的構造可靠 清潔。 在該第一具體實施例中，因爲一個中空纖維薄膜1〇 入通過夾持構件25之一通孔28,其有可能確保環繞中空 維薄膜1 0之周緣之大空間的縫隙C1，並在相鄰中空纖 薄膜1 0之間形成該間距。因此，空氣可有效地施加於中 纖維薄膜10的表面上。 在該第一具體實施例中，各一中空纖維薄膜1〇插入 過夾持構件25之各通孔28。除了通孔28可爲長圓形， 個或三個中空纖維薄膜10可插入通過一通孔28。在此 中，如第7圖所示，較佳地是藉由於長圓形通孔28’之 緣上形成肋28-1而夾持中空纖維薄膜10，而將肋28-1 此面對，並以某個間距放置中空纖維薄膜1 〇在定位。 第8(A)及8(B)圖所示爲使用在本發明第二具體實施 中的過濾裝置之中空纖維薄膜模組1-2。 如第8 (A)圖所示，複數配對的長圓形通孔2 8形成通 第二具體實施例之夾持構件25” ，具有複數配對的通孔 -31- 28 200819195 彼此之間平行。如第8(B)圖所示，於中空纖維薄膜10配置 在直線上，類似於篩草網，其共同插入通過一通孔2 8a” ， 它們被折彎。然後，中空纖維薄膜10藉由將它們雙重折疊 共同插入通過其它的通孔28b”。一中空纖維薄膜模組具有 複數配對的中空纖維薄膜。 該第二具體實施例之構造可增進安裝在夾持構件25 ” 上之中空纖維薄膜1 0之操作性。 第 9(A)及 9(B)圖所示爲第二具體實施例的第一變形 例。如第9(A)圖所示，保護片35被結合成每一個中空纖維 薄膜1 0之一部分，其接觸到夾持構件25 ”以防止中空纖維 薄膜10受損。保護片3 5由多孔性材料製成，例如PTFE， 以防止保護片35抑制過濾處理。 如第9(B)圖所示，保護片35安裝在配置在直線上的中 空纖維薄膜10，其類似於篩草網，其將中空纖維薄膜10 夾在保護片35之間，其可防止每一個中空纖維薄膜1〇之 折彎部分的兩側直接接處到每一個通孔28B” ，28b”之內 側周緣表面。 第10(A)及10(B)圖所示爲第二具體實施例的第二變形 例。 在該第二變形例中，一對保護片3 5結合到配置成直線 的每一個中空纖維薄膜10之兩側表面，像是篩草網，其範 圍由穿過通過相鄰於夾持構件25”之長孔28”之兩側部分 到其下端折彎部。在此構造中，其有可能保護中空纖維薄 膜10之該部分，其藉由一對連續保護片35穿過相鄰的通 -32- 200819195 孔 2 8 ” （例如 2 8 a ” 及 2 8 b ”）。 如第10(B)圖所示，孔36可形成通過保護片35在每一 個中空纖維薄膜1 〇之下端折彎部附近，以允許該噴射氣體 通過保護片35。 該第二具體實施例與第一具體實施例具有相同的構造 與運作。因此，第二具體實施例中與第一具體實施例中相 同的零件以相同的符號標示，在其中省略其說明。 第1 1圖所示爲中空纖維薄膜模組丨_3，用於第三具體實 施例中的過濾裝置。 在第三具體實施例中的中空纖維薄膜模組1_3中，大量 的中空纖維薄膜10固定於放置在中空纖維薄膜10之上的 固定構件1 1，而將中空纖維薄膜10配置在直線上，類似篩 草網，並將其雙重折疊成ϋ型。用於夾持雙重折疊的中空 纖維薄膜1 0之圓棒5 1即插入通過每一個雙重折疊的中空 纖維薄膜10之U型下端，以由棒51夾持中空纖維薄膜10。 用於折疊用途之棒5 1做爲夾持構件。 在第三具體實施例中，一中空纖維薄膜模組具有配置成 彼此平行的複數單元（在第1 1圖中爲四個單元）。 每個單元之棒51的兩端係固定於夾持框架52，以防止 中空纖維薄膜10滑出棒51。較佳地是於棒51插入通過每 一個中空纖維薄膜10之U型下端，棒51藉由固定棒51的 兩端而安裝在長方形夾持框架52上。 上述的構造提供環繞每一個中空纖維薄膜10之周緣的 縫隙。因此，其有可能將放置在過濾裝置之下端處的清潔 -33- 200819195 管路（未示出）噴出的氣體沿著每一個中空纖維薄膜ι〇之周 緣表面流動。 第12(A)圖及第12(B)圖所示爲第三具體實施例的變形 例。類似於第1 〇圖所示之第二具體實施例的第二變形例中 保護中空纖維薄膜10,保護片35係安裝在中空纖維薄膜 1 0之一部分處，其中中空纖維薄膜1 0接觸到棒5 1。如第 12(B)圖所示，於保護片35設置孔36’其在每一個中空纖 維薄膜10之下端折彎部附近，以允許噴出的氣體通過保護 片35。 該第三具體實施例與第一具體實施例具有相同的構造 與運作。因此，第三具體實施例中與第一具體實施例中相 同的零件以相同的符號標示，在其中省略其說明。 •第13(A)圖到第13(C)圖所示爲第四具體實施例。 在第四具體實施例中，除了第三具體實施例之圓棒51， 以增加該棒的截面積，使得該棒具有高強度，其中使用截 面爲長方形之棒70用於折疊用途。棒70之垂直尺寸大於 其寬度尺寸，其正交於其垂直方向。棒70之下表面7 0a接 觸到雙重折疊之中空纖維薄膜10之下端折彎部l〇c的內側 周緣表面。藉此，中空纖維薄膜10保持該雙重折疊的狀 態，其將棒70之左側與右側表面70b，70c分別面向中空纖 維薄膜10之側面部分l〇a，10c。因此，在中空纖維薄膜10 之下端折彎部l〇c與棒70之上表面70d之間的垂直區域 中，縫隙具有棒70之側表面7 0b與7 0c之間的寬度尺寸， 其固定於中空纖維薄膜1 〇之兩側部分1 0a與1 Ob之間。 -34- 200819195 如第13(A)圖所示，複數棒70彼此平行以某個間距平行 放置。如第13(B)圖所示，雙重折疊的中空纖維薄膜1〇沿 著棒70之軸向方向相鄰配置。四個在棒7〇之軸向方向1上 相鄰配置之中空纖維薄膜10形成一區塊B。在每個區塊B 當中，相鄰中空纖維薄膜1 〇之間的間距S 1設定較短，藉 此相鄰區塊B之間的間距S 2設定較長。間距S 2設定爲.間 距S1的兩倍。在相鄰配置的相鄰中空纖維薄膜10之間提 供的長間距S2做爲自下方噴出之氣體的大型管路。在第四 具體實施例中，間距S1與間距S2分別設定爲2 mm與4 mm。 中空纖維薄膜1 〇能夠簡易地收縮，如第1 4圖所示，泥 狀物與懸浮成分逐漸地沈積在棒70之上表面70d上，並在 其上阻塞。因此，中空纖維薄膜10之兩側部分10a，10b向 外展開在棒70之上的區域中，並接觸相鄰中空纖維薄膜 1 0，藉此打斷水份及氣體的流動。 第15圖爲該第四具體實施例的第一變形例。 在該第一變形例中，U型的展開防止框架73之架構使得 展開防止框架73環繞每一個中空纖維薄膜1〇之兩側部分 10a，10b，自其折彎部分l〇c到棒70之上的位置。較佳地 是將展開防止框架7 3製作成多孔板。 第16(A)，16(B)及16(C)圖所示爲第四具體實施例之第二 變形例。 在該第二變形例中，水份及氣體的管路70f垂直形成並 穿過棒70,以防止該泥狀物及懸浮成分沈積在棒70的上方 表面70d。 -35- 200819195 如第16(B)圖所示，管路70f形成爲狹縫，位在棒70之 寬度中央部分，而管路70f於其軸向方向上爲連續。如第 1 6(C)圖所示，管路70f可形成爲複數圓孔，其在棒70之軸 向方向上以某個間距相隔。 藉由提供用於水份及氣體之管路70f之棒70,自管路70f 下方流入管路70f之氣體及水份能夠抑制及防止泥狀物與 懸浮成分沈積在棒70之上表面之上。 第17(A)圖及第17(B)圖所示爲第四具體實施例之第三 變形例。 在該第三變形例中，配置成彼此平行的棒70之垂直高 度交替變化，以將棒70成鋸齒狀放置。藉由改變相鄰棒70 彼此的高度，如第17(B)圖所示，即使泥狀物及懸浮成分沈 積在棒70之上表面上，因此每一個中空纖維薄膜10之兩 側部分1 0a，1 Ob即展開，其有可能防止相鄰的中空纖維薄 膜1 0彼此接觸。 第18(A)圖，第18(B)圖及第18(C)圖所示爲第五具體 實施例。 第五具體實施例之中空纖維薄膜模組1 -4之中空纖維薄 膜10之夾持構件由耦合板40構成，其平行於中空纖維薄 膜10之軸向方向放置，及圓柱部41，在其兩端處爲開放， 其自親合板40之一表面突出，並將圓柱部41以某個間距 相隔，且彼此平行。耦合板40及圓柱部4 1由硬物製成。 雙重折疊成U型的中空纖維薄膜10之兩側部分10a，10b 分別穿過相鄰圓柱部41a，41b。類似於第一具體實施例， -36- 200819195 下端折彎部1 0c跨越圓柱部4 1 a，4 1 b之間的夾持構件40， 將下端折彎部l〇c放置於圓柱部41a，41b之下。 每個圓柱部4 1之內徑設定成大於中空纖維薄膜1 0之外 徑，以在圓柱部41之內側周緣表面與中空纖維薄膜10之 周緣表面之間形成縫隙。類似於第一具體實施例，清潔管 路（未示出）放置於下端折彎部10c之下。 一中空纖維薄膜模組1-4具有複數耦合板40。 該第五具體實施例與第一具體實施例具有相同的構造 與運作。因此，第五具體實施例中與第一具體實施例中相 同的零件以相同的符號標示，在其中省略其說明。 第19(A)圖，第19(B)圖及第19(C)圖所示爲第六具體 實施例。 在第六具體實施例中，如第19(A)圖所示，不同於第一 具體實施例到第五具體實施例，中空纖維薄膜1 0並未雙重 折疊，但每一個中空纖維薄膜1 0之開放下端之周緣即接合 以閉鎖。複數中空纖維薄膜1 0之每一薄膜爲垂直線性地配 置成平行，其利用一帶構件48固定於一固定板47，其位置 位於每一個中空纖維薄膜10之下端1 Of之上10到50 mm。 中空纖維薄膜10可利用一板或類似者固定於固定板47。 因爲固定板47之固定部相對於整個中空纖維薄膜10之 面積爲很小的面積，中空纖維薄膜10可由固定板47夾持， 而將固定板47之固定部靠近接觸於該帶構件。但如第19(B) 圖所示，藉由以熱融合或類似方式彼此結合固定板47與帶 構件4 8在放置於相鄰中空纖維薄膜1 0之間的位i處，中 -37- 200819195 空纖維薄膜ίο可以放置在定位，而環繞每個中空纖維 1 0形成間隔。 如第19(C)圖所示，一中空纖維薄膜模組1-5具有 板狀中空纖維薄膜10,其固定於固定板47,而中空纖 膜1 0以預定的間距相隔。 該第六具體實施例與第一具體實施例具有相同的 與運作。因此，第六具體實施例中與第一具體實施例 同的零件以相同的符號標示，在其中省略其說明。 第20圖所示爲本發明加壓型過濾裝置的第七具體 例。 做爲過濾裝置之過濾槽之沉.浸槽3係由不鏽鋼製成 殼所構成。該外殼由底壁3a，周緣壁3b與外蓋3c構 區隔板3d用於藉由在其中固接固定構件1 1夾持中空 薄膜模組1 (1A，1B及1C)之固定構件11提供於周緣 之上端附近。儲存待處理液體的過濾腔放置在區隔 之下。用於收集所處理液體之水份收集腔3f放置在區 3 d之上。區隔板3 d亦由不鏽鋼製成。在周緣壁3 c上 氣移除機構3g直接提供在區隔壁3d之下’而排水移 構3h提供在底壁3a上。 待處理液體2之供應埠3i提供在外殼之底壁3a 處。供應埠3 i經由管路5 4連接於儲存待處理液體2 53。安裝在管路54上的泵55在壓力之下送入待處理浓 進入沉浸槽3。更特定而言’在第七具體實施例之過 置中，藉由送入該受壓待處理液體2進入沉浸槽3, 薄膜 複數 維薄 構造 中相 實施 之外 成。 纖維 壁3b 板3d 隔板 ，空 除機 中心 之槽 ί體2 濾裝 待處 -38- 200819195 理液體2由周緣表面經由中空纖維薄膜1 0送入到其內側周 緣表面，所以待處理液體2在外在壓力之下進行過濾。 鼓風機27供應加壓空氣到清潔管路20做爲該加壓空氣 供應管路。儲存在過濾腔3e內的供應空氣可以由空氣移除 機構3g排出沉浸槽3。由清潔所產生的懸浮物質可由排水 移除機構3 h排出沉浸槽3。 由連接於每一個中空纖維薄膜10放置在其上端之開口 的水份收集座1 3將過濾水送入到水份收集腔3f即被送入 水份收集管路1 4。 第七具體實施例之過濾裝置不同於第1圖中所示的第一 具體實施例，其中前者爲加壓型，而後者爲吸入型。但是 該第七具體實施例與第一具體實施例具有相同的構造與運 作。因此，第七具體實施例中與第一具體實施例中相同的 零件以相同的符號標示，在其中省略其說明。 本發明之實施例及比較例顯示如下。 φ 第21圖所示爲實施例1之過濾裝置。第22圖所示爲實 施例2之過濾裝置。 (實施例1) 對於中空纖維薄膜10，其使用由PTFE製成的中空纖維 薄膜，其內徑爲1 mm，外徑爲2 mm，多孔度爲75% ’孔徑 爲0.45/zm，及有效長度爲1,500 mm。一中空纖維薄膜模 組1具有945中空纖維薄膜。如第21(B)圖所示，對於夾持 構件25，使用由PVC樹脂製成的平板，其尺寸爲150 mm X 150 mm(長度X寬度），其形成外徑爲3 mm之945個通孔通 -39- 200819195 過，且其厚度爲5 mm。 一雙重折疊的中空纖維薄膜之兩端被插入通過一對相 鄰通孔，而在其中央位置處形成爲U型的中空纖維薄膜。 在U型中空纖維薄膜之兩端被插入到由ABS樹脂製成且 在其中形成一溝槽之水份收集座1 3當中，其兩端束在一 起，並正方形地配置，其兩端皆以樹脂固定（尿酸樹脂）， 做爲固定用途，並將其兩端保持開放，以形成固定構件1 1。 高度爲200 mm之裙料件（平板）29沿著其周緣自夾持構 件的下方位置垂直突出。裙料件29爲正方形，而將其四個 角落緊密地接觸。在利用裙料件（平板）29環繞的空間之 內，具有四個孔之平板（空氣擴散板30)中形成通過其中的 每個孔之直徑爲6 mm，其固定到夾持構件25，其位置以 5 0 mm的間距相隔，並爲夾持構件25之下，如第21(C)圖 所示。長方形固定構件11之位置及夾持構件25之位置利 用四個支撐棒（未示出）固定，以形成中空纖維薄膜模組1。 如第2 1 (A)圖及第23圖所示，中空纖維薄膜模組1垂直 設定於沉浸槽100之內。在與中空纖維薄膜模組1之下端 以間距300 mm相隔的位置處，其放置外徑爲30 mm之空 氣供應管路（空氣擴散管路）20。4 Nm3/小時之空氣使用鼓風 機27由該等孔洞排出，其直徑爲6 mm，形成通過該管路。 在空氣停留在以空氣擴散板3 0及中空纖維薄膜模組1之裙 料件29所包圍的空間中，該空氣由空氣擄散板30之孔洞 被供應到夾持構件25及中空纖維薄膜1 〇。 藉由驅動具有一壓力計之吸入栗，吸入過灑由一^固定流 -40- 200819195 速驅動器進行30天。對於待處理的液體2，使用由薄膜分 離活性泥方法所已處理之含有細菌的廢水（1 0000mg/L)。 [實施例2] 如第22(A)圖，第22(B)圖及第22(C)圖所示，中空纖 維薄膜10之使用類似於實施例1。除了實施例1之夾持構 件25，使用由ABS樹脂製成用於折疊用途70之截面爲長 方形的棒。藉由使用棒70，中空纖維薄膜1 0被折彎，所以 其爲U型。在U型中空纖維薄膜之兩端被插入到由ABS樹 脂製成且在其中形成一溝槽之水份收集座13當中，其兩端 束在一起，並正方形地配置，其兩端皆以樹脂固定（尿酸樹 脂），做爲固定用途，並將其兩端保持開放，以形成固定構 件1 1。藉由形成該模組。該等中空纖維薄膜之數目設定爲 945，其類似於實施例1。吸入過濾藉由設定類似於實施例 1之其它條件來進行。 [比較例1 ] 第24(A)，（B)及（C)圖所示爲比較例。類似於實施例1 中的中空纖維薄膜用於相同的水份收集座13，如同實施 例1中由ABS製成之水份收集座13。中空纖維薄膜10 密集地插入到水份收集座1 3當中，其塡充速率相同於實 施例1，而將中空纖維薄膜10之上端保持開放。如第24(B) 圖所示，中空纖維薄膜10之下端即密閉。中空纖維薄膜 之上端及下端以樹脂（尿酸樹脂）固定做爲固定用途，以 形成中空纖維薄膜模組做爲固定構件11與下端固定構 件60。中空纖維薄膜之數目設定爲945，其類似於實施 -41- 200819195 例1。一空氣供應管路被插入到相鄰薄膜集束之間的縫 隙當中，以進行氣泡及吸入過濾。其它的條件類似於實 施例1之條件。 (過濾條件） 設定過濾流速：6m3/day 水溫：20~28°C (在圖形中補正値爲25°C ) 逆洗淨：頻率：每10分鐘一次，壓力：200 kPa，周期 時間30秒。 · 第25圖所示爲實施例1，2及比較例1之結果，藉此顯 示過濾天數與薄膜過濾壓力之間的關係。在實施例1及2 中，該薄膜過濾壓力在過濾的早期階段略微上升，但在過 了 1 0個過濾天之後成爲大致固定，然後維持較佳的過濾效 能直到3 0個過濾天。 另一方面，在比較例1中，在過濾期間，薄膜過濾壓 力之數値持續上升，且過濾效能並未恢復也未維持。過濾 即在30天停止。 產業應用性 在本發明的過濾裝置中，藉由施加由噴氣手段供應的空 氣到中空纖維薄膜之表面，其有可能有效率地藉由剝除方 式移除沈積在中空纖維薄膜之表面上及在中空纖維薄膜之 間的縫隙中之懸浮成分。因此，該過濾裝置可使適當地不 僅用於水份清潔領域，但亦可在廢水領域中，而由薄膜分 離活性泥方法來處理。該過濾裝置亦可應用到處理工業廢 水、倉庫農業廢水等等的領域。 •42- 200819195 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明第一具體實施例之過濾裝置的整體架 構圖。 第2圖爲該第一具體實施例的中空纖維薄膜模組之前 視圖。 第3A圖爲第一具體實施例之中空纖維薄膜模組之夾 持構件的平面圖；第3B圖爲中空纖維薄膜插入通過該夾持 _ 構件的狀態；及第3C圖爲該夾持構件安裝在該中空纖維薄 膜上之狀態的斜視圖。 第4圖爲該中空纖維薄膜插入通過第一具體實施例之 中空纖維薄膜模組的夾持構件及虛孔的狀態。 第5圖爲該第一具體實施例之過濾裝置的噴氣手段。 第6圖爲該第一具體實施例之過濾裝置的噴氣手段、 裙料件及空氣擴散板之使用狀態的示意圖。 第7圖爲兩個中空纖維薄膜插入通過該第一具體實施 φ 例之中空纖維薄膜模組之夾持構件的通孔之狀態。 第8(A)圖爲第二具體實施例之中空纖維薄膜模組之夾 持構件的平面圖；及第8(B)圖爲該夾持構件安裝在中空纖 維薄膜上之狀態的斜視圖。 第9圖爲該第二具體實施例之第一變形例；其中（A) 顯示爲保護片安裝在中空纖維薄膜上的狀態；及（B)爲沿著 線A-A取出之橫截面圖顯示（A)之主要零件。 第10圖爲該第二具體實施例之第二變形例，其中（A) 顯示爲保護片安裝在中空纖維薄膜上的狀態；及（B)爲沿著 -43· 200819195 線B_B取出之橫截面圖顯示（A)之主要零件。 第11圖爲第三具體實施例之中空纖維薄膜模組之夾 持構件安裝在中空纖維薄膜之狀態的斜視圖。 第12圖爲該第三具體實施例之變形例；其中（A)顯示 爲保護片安裝在中空纖維薄膜上的狀態；及（B)爲沿著線 C-C取出之橫截面圖顯示（A)之主要零件。 第13圖爲第四具體實施例，其中（A)爲用於折疊用途 的棒安裝在中空纖維薄膜上之狀態的平面圖；（B)爲（A)中 所示狀態之側視平面圖；及（C)爲架構性前視圖。 第14圖爲使用用於折疊用途之棒的案例之問題。 第1 5圖爲該第四具體實施例的第一變形例。 第16圖爲該第四具體實施例之第二變形例，其中（A) 爲架構性前視圖；（B)爲棒的平面圖；及（C)爲變形例的棒之 平面圖。 第17圖爲該第四具體實施例之第三變形例的架構性 前視圖。 第18圖爲第五具體實施例，其中（A)爲夾持中空纖維 薄膜的方法；（B)爲沿著（A)之線D-D取出的橫截面圖；及（C) 爲夾持構件安裝在該中空纖維薄膜上之狀態的斜視圖。 第19圖爲第六具體實施例，其中（A)爲夾持中空纖維 薄膜的方法；（B)爲沿著（A)之線E-E取出的橫截面圖；及（C) 爲夾持構件安裝在該中空纖維薄膜上之狀態的斜視圖。 第20圖爲本發明第七具體實施例之加壓式過濾裝置 的架構圖 -44- 200819195 第21圖爲實施例1之過濾裝置，其中（a)爲對中空纖 維薄膜模組擴散空氣的方法；（B)爲夾持該中空纖維薄膜模 組之中空纖維薄膜之下方端的方法，·及（⑺爲空氣擴散板之 平面圖。 第22圖爲實施例2之過濾裝置，其中（A)爲對中空纖 維薄膜模組擴散空氣的方法；（B)爲夾持該中空纖維薄膜模 組之中空纖維薄膜之下方端的方法；及（(：）爲空氣擴散板之 平面圖。 第23圖爲實施例1及2之實驗方法。 第24圖爲比較例1之過濾裝置，其中（A)爲對中空纖 維薄膜模組擴散空氣的方法；（B)爲夾持該中空纖維薄膜模 組之中空纖維薄膜之下方端的方法；及（(：)爲空氣擴散管路 的位置。 第2 5圖爲實施例1，2及比較性實施例1之過濾天數與 薄膜過濾壓力之間的關係。 0 第26圖爲習知例。 第27圖爲另一習知例。 【主要元件符號說明】 1 中 空 纖 維 薄膜模組 2 待 處 理 液 體 3 沉 浸 槽 10 中 空 纖 維 薄膜 11 固 定 構 件 13 水 份 收 集 座 -45- 200819195 14 水 份 收 集 管 路 20 清 潔 管 路 21 噴 氣 孔 25 夾 持 構 件 27 鼓 風 機 28 通 孔 29 裙 料 件 30 空 氣 擴 散 板 35 保 護 片 40 耦 合 管 41 圓 柱 部 45 板 料 47 固 定 板 48 帶 構 件 70 用 於 折 疊 用 途 -46-

Claims (1)

1. 200819195 十、申請專利範圍： 1 · 一種沉浸式吸入過濾裝置或外壓式過瀘裝置，用於藉由 將複數中空纖維薄膜沉浸在含有懸浮成分的待處理液體 中來進行固體·液體分離，使已處理的液體滲透該中空纖 維薄膜，其係包括： ， 雙重折疊的中空纖維薄膜； 已處理液體收集手段，其連接於每一個中空纖維薄膜 ^ 的開放端，其係放置在相對於每一個中空纖維薄膜的折 彎側； 夾持構件，用於夾持每一個中空纖維薄膜的折彎部分 ，並在每一個中空纖維薄膜的折彎部分與該夾持構件之 間形成縫隙；及 噴氣手段，用於自每一個中空纖維薄膜的折彎側噴射 清潔空氣到每一個中空纖維薄膜的開放端之側面， 其中用於流動由該噴氣手段噴射的氣體之縫隙形成在 Φ 由該夾持構件所夾持之中空纖維薄膜與該夾持構件之間 ，或/及於該等中空纖維薄膜之間的縫隙之至少一部分當 中〇 2. 如申請專利範圍第1項之過濾裝置，其中該中空纖維薄 膜藉由設定其軸向方向爲垂直方向來放置，將每個中空 纖維薄膜之開放端放置在其上方側，而由該夾持構件支 撐的每一個中空纖維薄膜之另一端放置在其下方側，且 該噴氣手段放置在該夾持構件之下。 3. 如申請專利範圍第1項之過濾裝置，其中該夾持構件可 -47- 200819195 包含放置在垂直於該中空纖維薄膜的軸向方向之方向上 的平板；且該平板具有複數通孔配對，其近似於對一個 或複數中空纖維薄膜形成，而該通孔之相鄰配對以預定 間距相隔；且該一個或複數中空纖維薄膜之折彎部之兩 側可插入通過一對該通孔，而在每一個中空纖維薄膜的 兩側之間提供縫隙。 4.如申請專利範圍第1項之過濾裝置，其中複數雙重折疊 的中空纖維薄膜係彼此相鄰配置，像是篩草網（reed screen);且由圓棒或平面形棒構成的夾持構件被插入到 彼此面對之中空纖維薄膜之每一個的兩側部分之間，並 將其折彎部放置在其間以夾持該折彎部。 5·如申請專利範圍第4項所述之過濾裝置，其中相鄰配置 在該棒的該軸向方向上之該中空纖維薄膜爲緊密或以預 定間距相隔；及複數該中空纖維薄膜之區塊與複數該中 空纖維薄膜之相鄰區塊以間距2.0到1 0.0 mm相隔。 6.如申請專利範圍第4項之過濾裝置，其包括u型展開防 止框架，自每一個該中空纖維薄膜向外放置，用於環繞 每一個該中空纖維薄膜之兩側部分，其範圍由其折彎部 到高於該棒的位置。 7 ·如申請專利範圍第4項之過濾裝置，其中複數該棒平行 於垂直該棒之該軸向方向的方向放置；及在垂直軸向方 向上的位置彼此間不同。 8·如申請專利範圍第4項之過濾裝置，其中該棒具有氣體 管路，其垂直穿越通過其中。 -48- 200819195 9·如申請專利範圍第丨項之過瀘裝置，其中該夾持構件包 括耦合板，其平行於該中空纖維薄膜的軸向方向放置， 及複數圓柱部，在其兩端爲開放，其自該耦合板的表面 突出，其方式爲緊密相隔的一對圓柱部使每一個中空纖 維薄膜具有以預定間距相隔的相鄰配對的圓柱部；每一 個中空纖維薄膜的折彎部之兩側個別插入通過一對圓柱 部之通孔，其在每一個中空纖維薄膜的折彎部之兩側部 分之間提供縫隙；且該折彎部跨越一對圓柱部之間，以 夾持該折彎部。 10.—種沉浸式吸入過濾裝置或外壓式過濾裝置，用於藉由 將複數中空纖維薄膜沉浸在含有懸浮成分的待處理液體 中來進行固體-液體分離，所以已處理的液體即滲透該中 空纖維薄膜，其係包括： 該中空纖維薄膜，其每一個的一端爲開放，而每一個 的另一端爲封閉； 已處理液體收集手段，其連通於每一個中空纖維薄膜 之一端處的一開口； 夾持構件’用於夾持每一個中空纖維薄膜的封閉部分 ，其放置在每一個中空纖維薄膜的另一端處，而在每一 個中空纖維薄膜的封閉部分與該夾持構件之間形成縫隙 ’及亦在相鄰中空纖維薄膜之間形成縫隙；及 噴氣手段，其放置在該夾持構件之下，用於自每一個 中空纖維薄膜的另一端之一側噴射氣體到每一個中空纖 維薄膜之一端的側面， -49- 200819195 其中該氣體係沿著該中空纖維薄膜的軸向通過該等縫 隙噴射在配置成並列之相鄰中空纖維薄膜之間。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項之過濾裝置，其中該夾持構件 包含由平行於該中空纖維薄膜之該軸向方向放置的固定 板；及每一個該等中空纖維薄膜之周緣表面的一部分固 定於該固定板的一表面。< 1 2.如申請專利範圍第1項之過濾裝置，其中對於做爲清潔 用途而噴射該氣體之噴氣手段，一受壓氣體供應管路放 置在該夾持構件之下；及一個或複數噴射孔係形成在該 受壓氣體供應管路中。 1 3 ·如申請專利範圍第1 0項之過濾裝置，其中對於做爲清 潔用途而噴射該氣體之噴氣手段，一受壓氣體供應管路 放置在該夾持構件之下；及一個或複數噴射孔係形成在 該受壓氣體供應管路中。 1 4.如申請專利範圍第1項所述之過濾裝置，其包括具有相 鄰配置的複數中空纖維薄膜之一中空纖維薄膜模組， 其中該中空纖維薄膜模組之複數該等中空纖維薄膜之 每一薄膜的開放端由黏結方式固定於固定構件；該已處 理液體收集手段包含水份收集座，安裝在該固定構件上 :該水份收集座連接於水份收集管路；及已經進行過濾 處理之液體被吸入到該水份收集管路，且 該中空纖維薄膜模組之複數該等中空纖維薄膜之每一 薄膜的另一側由該夾持構件夾持。 15.如申請專利範圍第10項之過濾裝置，其包括具有相鄰 •50- 200819195 配置的複數中空纖維薄膜之一中空纖維薄腠模組， 其中該中空纖維薄膜模組之複數中空纖維薄膜之每一 個的開放端即由黏結固定於固定構件；該已處理液體收 集手段包含水份收集座，其安裝在該固定構件上；該水 份收集座連接於水份收集管路；及已經進行過濾處理之 液體即被吸入到該水份收集管路，及 該中空纖維薄膜模組之複數中空纖維薄膜之每一薄膜 的另一側即由該夾持構件所夾持。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項之過濾裝置，其中裙料件沿著 該夾持構件的周緣朝向該噴氣手段突出，以防止該噴出 的氣體自利用該裙料件環繞的區域中逸出。 17.如申請專利範圍第14項之過濾裝置，另包含空氣分布 板，其具有形成穿過其中的一個或複數空氣擴散孔，而 將該空氣分布板區隔該裙料件的內部。 1 8 ·如申請專利範圍第1項之過濾裝置，其中該中空纖維薄 膜由包含PTFE製成的多孔性材料的氟化樹脂所構成。 19.如申請專利範圍第1〇項之過濾裝置，其中該中空纖維 薄膜由包含PTFE製成的多孔性材料的氟化樹脂所構成。 -51-