TW409070B - Portable reverse osmosis unit for producing drinking water - Google Patents

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409070 j 87102664號說明書修正頁 A7 B7 修正日期：88.1.5 經濟部中央梯準局肩工消費合作社印袋 五、發明説明（3 ) ;純化處理元件，固定於該支樓構造上而以逆滲透方式 由供應水生產出製成水和廢水；水泵元件，固定於該支 撐構造上而將供應水從分離的水源抽到純化處理裝置 中。 美國專利第5,589,066號揭示一種攜帶式之水純化 系統，其具有一過濾器、一水泵單元、一逆滲透單元、 微生物控制單元、及一後過滅器，用以去除水源中核子 的、生物的、化學的和其他污染物。該手操作的水泵單 元具有一供水汽缸和一濃縮液汽缸，以控制進水量和濃 縮液量的比率。該系統更藉由減少污染物與系統各部位 接觸的機會來延長各個元件的壽命。 其他揭示水的純化處理系統之專利，包括美國專 利第 5,233，132、5,282,972、5,403,479、5,501，798、 5,520,816^ 5,560,393 > 5,585,531 > 5,632,892 > 5,647,973 ^ 5,676,824、及 5,685,980。 除了上述所揭示者，仍然亟需一種攜帶式之水純 化處理單元，其可經濟且有效率地從非純淨或污染的水 中生產出可飲用的水。 本發明一個特徵，在於提出一種可有效率地由非 純淨或污染的水中生產出飲用水的裝置。 本發明另一個特徵，在於提出一種利用微過濾單 元和逆滲透單元的攜帶式裝置，以有效率地由非純淨水 生產出可飲用的水。 本發明又_個特徵，在於提出__種㈣具有微

409070 at B7 經濟部中央標隼局員工消费合作社印裂 五、發明説明（i) 本發明係有關於從非純淨水來生產飲用水的方法 與裝置’且特別是有關於利用微過遽（micr〇£iitrati〇n)和 逆滲透（reverse osmosis)技術而從非純淨水來生產飲用 水的攜帶式裝置與方法。 在過去，已有許多從污水中生產飲用水的裝置被提 出。例如，美國專利第5,059,317號揭示一種從污水中 過濾出飲用水的裝置，其可應用於許多不同場合。此裝 置包含.一水力旋風器（hydrocyclone)、一微過滤單元、 一逆滲透單元、、一混合床離子交換器、—再鹽化（re· salting)單元、一氧化單元、一活性碳過濾器、及一氯化 單元。 又、美國專利第5,244,579號揭示一種自給的、可 運送的逆滲透水純化單元，其使用可被適當清潔（cleaned in place)之逆渗透模組而在一次操作（a single pass operation)中具有不超過20gpm渗透液（permeate)之的有 限輸出量。當原水特別髒污時，該單元則進行雙重操作 處理’其將第一次操作所得的滲透液當作第二個逆滲透 模組的進料。其中，需用一高壓水泵將懸浮固體中釋放 的水送進逆滲透模組中。這個水泵也用來將濃縮液輸送 到一囊狀水槽，在其中濃縮液被貯存於約l〇0psig壓力 下’以備一粗糙過濾器接上時自動予以评洗。當此單元 不產生滲透液時可以去除固體的細微過濾器取代之。 美國專利第3,992,301號揭示一種用於薄膜分離機 器的自動沖洗與清潔系統，像是具有複數模組或薄膜的 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度遥用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X297公楚） 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 409070 A7 〜一 _____________B7 五、發明説明（2) ~ 逆滲透機器等。其可藉由降低壓力以容許薄膜鬆弛、注 入或流入空氣以提供紊流（turbulence)、及/或注入包含化 學清潔添加劑的沖洗液等方式來進行清潔的工作。其提 供水泵、自動閥門、和壓力控制器，以及一完全以計時 器操縱的電子排序系統’藉此必要的淨化（pUrging)、沖 洗和清潔等循環可在一定週期間隔或依據一或多個較 佳條件而自動執行。 美國專利第4,842,724號揭示一種過濾供應水以獲 得純化水的自我維持（seif-standing)裝置，其包括一個基 座次配件（base subassembly)和兩個容器次配件 (container subassembly)。一個容器次配件用來將供應水 提供到位於基座次配件中的過濾裝置。從薄膜過濾器產 生的濃縮液流回供應水容器中做最大的再循環β基座次 配件和容器次配件具有自動關閉的閥門，當需與基座次 配件隔離時可令容器次配件中的水不外漏，其也可打開 而供容器與基座次配件之過濾裝置間傳輸之用。 美國專利第4,670，144號揭示一種攜帶式純化系統 ，包括大致成矩形之盒狀容器，其具有一微粒物質前過 濾器（pre-filter)、一逆參透過濾器、及一設於該容器底 部的活性碳後過濾器（post-filter)單元。上述前過據器、 逆滲透過濾器、及後過濾器單元係以彈供導管呈串列方 式連接的。 美國專利第5,004,535號揭示一種逆滲透之水純化 系統，包括一支撐構造，經切割與排列以利於人工運輸 本纸张尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】0Χ297公楚） (請先閲讀背vg之注項再填寫本頁)

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409070 j 87102664號說明書修正頁 A7 B7 修正日期：88.1.5 經濟部中央梯準局肩工消費合作社印袋 五、發明説明（3 ) ;純化處理元件，固定於該支樓構造上而以逆滲透方式 由供應水生產出製成水和廢水；水泵元件，固定於該支 撐構造上而將供應水從分離的水源抽到純化處理裝置 中。 美國專利第5,589,066號揭示一種攜帶式之水純化 系統，其具有一過濾器、一水泵單元、一逆滲透單元、 微生物控制單元、及一後過滅器，用以去除水源中核子 的、生物的、化學的和其他污染物。該手操作的水泵單 元具有一供水汽缸和一濃縮液汽缸，以控制進水量和濃 縮液量的比率。該系統更藉由減少污染物與系統各部位 接觸的機會來延長各個元件的壽命。 其他揭示水的純化處理系統之專利，包括美國專 利第 5,233，132、5,282,972、5,403,479、5,501，798、 5,520,816^ 5,560,393 > 5,585,531 > 5,632,892 > 5,647,973 ^ 5,676,824、及 5,685,980。 除了上述所揭示者，仍然亟需一種攜帶式之水純 化處理單元，其可經濟且有效率地從非純淨或污染的水 中生產出可飲用的水。 本發明一個特徵，在於提出一種可有效率地由非 純淨或污染的水中生產出飲用水的裝置。 本發明另一個特徵，在於提出一種利用微過濾單 元和逆滲透單元的攜帶式裝置，以有效率地由非純淨水 生產出可飲用的水。 本發明又_個特徵，在於提出__種㈣具有微

409070 A7 五、發明説明（4) - 單元和逆參透單元的攜帶式裝置，而由污水生產出可搞 帶水的方法《 此外，本發明另一個特徵，在於提出一種利用具 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有微過滤單元和逆參透單元的攜帶式裝置，而由污水生 產出可飲用水的方法’其容許在清潔相沖該微過滤單 兀時持續地操作該逆滲透單元，以有政地生產可攜帶地 水。 本發明上述及其他特徵，將可經由閱讀本說明書 和後附的申請專利範圍而更加明破。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 根據這些特徵，本發明提出一種利用攜帶式裝置 純化非純淨水以供應飲用水之方法，該方法包括下列步 驟：提供一微過濾單元連接至一非純淨水源和一空氣 源，該微過渡單元包括：（丨）一水槽，用以容納非純淨水； (11)一微過濾模組，設於水槽中以過濾非純淨水而提供 一 ?辰縮液，該微過濾膜包括一系列親水性中空管狀膜， 其具有一内表面和一外表面，這些管狀膜地孔徑大小在 0.05至1·2μιη範圍内；以及（Hi)一空氣擴散器，位於水 槽使空氣擴散通過管狀膜而導引水流在管狀膜中到處流 動。水由非純淨水源被抽入水槽令，然後水經由管狀膜 被吸出以供應純化的水’並同時排出雜質以供應濃縮 液。容許過量的濃縮液從該水槽溢流回到非純淨水源 中。由微過濾單元所製成純化的水被導至一逆渗透模組 的高壓側，其中水的滲透液穿透薄膜而到連該逆滲透模 組的低壓側以供應飲用水，且雜質在高壓侧濃縮而得到 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨〇Χ297公釐） 經濟部中央榇準局員工消費合作社印繁 409070 A7 ' B7 ' _ _. 1 一I 11 I — 五、發明説明（5) 一攔留物ώ攔留物經再循環而流至一適當清潔（clean_ ίη-place，CIP)水槽中。週期性地，以CIP水槽的攔留物 回沖該中空管狀膜’藉由將攔留物導至管狀膜的内表面 並穿透該管狀膜，逐出從管狀膜孔動流進的顆粒物。於 回沖處理期間，將CIP水槽的攔留物導至逆滲透模組的 高壓侧，藉此可在回沖時繼續生產飲用水。 1式之簡單說明 本發明唯一的圖式是一示意圖’顯示水在本發明之 裝置中流動的狀況。 【較佳實施例的詳細說明】 請參見所附之圖式’其顯示利用依據本發明之攜帶 式單元或裝置來純化非純淨或污染水以生產飲用水的 步驟。這些非純淨水源可涵蓋許多種水源，包括海水、 地面水、以及含鹽的水或其他來源的水，而此一裝置可 用於核生化戰爭中》此一裝置係設計來去除包括細菌 (bacteria)、懸浮或溶解固體、病毒（viruses)、寄生蟲 (parasites)，以及核生化戰爭污染等污染物。此一攜帶式 裝置可增進飲用水的生產效率和減少清潔用化學品的 使用量。 此系統或方法的主要步驟包括抽取非純淨或原料 水、微過濾處理、推進器抽送、逆滲透處理、以及製成 水或飲用水的消毒。有需要的話，這個裝置可以分解成 五個單元，並且可藉由一攜帶式電源來操作。 在圖中，原料或非純淨水抽取系統通常以2來標示 _______ 8 本紙張尺度適用中國國家標準（) A4規格（2】〇χ 297公ϋ ' " ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) -丁 4" 409070 五、發明説明（） 0 。因此，為了顯示的目的，提供一水泵4連接至設於水 8中的過濾器6。水泵4係經由一具快拆功能的軟管1〇 來和過濾器6連接。過濾器64用來濾去包括石子、葉 子'和苔蘚等較大的碎片，其具有大小約為 500微米的 入口。水泵4將過濾的水經由導管或軟管n導入水槽 14。導管11可為一具快拆功能的可彎曲水管。 微過濾單元包括一水槽14，其具有一個入口 15供 接收從水泵4送來的非純淨水。於操作時，水槽14係裝 滿水的’而過量的水則利用出口 1 8排出，其排出的水通 常經由管線18送回非純淨或污染水源中。管線18可以 是一可彎曲的水管以易於與水槽14連接或拆下。 經濟部中央橾隼局負工消費合作社印製 (讀先閱讀背面之注^一^項再填寫本頁) 水槽14包含有一微過濾器2〇。較佳地，微過濾器 20包括兩組或一系列以線條22繪示的親水性中空管狀 膜，其***（potted ϋη)或連接至頭蓋24上。因此’在操 作時’欲微過濾處理的水滲透過中空管狀膜22的外壁而 聚集在頭蓋24上，並經由管線26排出。一般而言，中 空管狀膜24的平均孔徑大小為〇,2μιη ，可由Zenon Environmental, Inc,獲得，其商品名為Zee Weed。中空管 狀膜係操作以去除懸浮固殽、微生物、和海藻以供應純 化的水及一濃縮液，其經由管線18而沖出水槽14並予 以棄置》應注意在操作期間，水係經由管線11送入水槽 14的’並且連續經由管線18排出濃縮液的。在一般操 作情況下，送入水槽14之非純淨水的20至80°/。被回收 成為過滤或純化的水。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 409070 at ______B7 五、發明説明（7) — 在操作微過濾單元時，空氣被抽進水槽14中，其由 氣泵30經由管線32而到達擴散器34 »上述空氣可在進 入鼓風機30之前先在29進行過濾。由擴散器34進來的 空氣促使接觸或環繞在管狀膜22外側之水的流動，產生 清潔薄膜的功效。依照所使用的管狀膜，可促使薄膜產 生運動。也就是說，滲透的空氣可導致管狀膜在水中搖 擺或移動’藉此可有效地清潔該管狀膜。 雖然僅就空乳擴散器作說明，但仍可使用其他任何 形式的擴散器來使管狀膜在水槽14中運動，例如渦輪推 進器即是。 使用中空纖維薄膜而適用於本發明的一個較佳模 組揭示於美國專利第5,639,373號中，其一併附上作為 參考文獻以作為具體說明。一大致垂直設置之薄膜的例 子顯示於美國專利第5,639,373號的第3圖中。然而，為 了方便第3圖的薄膜也可以展開成為一水平平面。 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印繁 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 這些垂直或水平纖維束設於水中而顯現出大致垂 直或水平的外觀’但不具有構造上的固定形狀（structural shape)。其形狀是不斷變動的，而變動的程度則隨：纖 維的可彎曲程度、纖維的長度、纖維束的整體尺寸、以 及水或空氣擴散裝置之空氣所造成纖維運動的程度。 其它的薄膜模組也可以適用於本發明中。 吾人發現美國專利第5,248,424號和第5,639,737號 所揭示的薄膜結構是可以採用者，但其他結構也可思考 為本發明的範圍内》例如，儘管如前所述織維束係以垂 _______10 ___ 本紙張尺度適用肀國國家榡準（CNS > A4規格（210X297公釐} 409070 A7 B7 經 中 央 橾 準 % % 工 消 費 合 作 社 印 % 五、發明説明（ 直方式顯示，但吾人知道為了需要，這些束狀物可以距 離垂直或水平面任何角度的方式配置。 隨然可使用任何微過濾薄膜或模組，尚有其他適當 的薄膜揭示於美國專利第5,248,424號。美國專利第 5,248,424號的薄膜包括一系列中空纖維^亦即，該薄膜 包括一系列無框架限制之自由中空纖維，其提供一有效 的薄膜裝置用以從原料水排出渗透液。穿過薄膜的水流 係到達一本質上為常數而相當高的數值，因為展開的纖 維陣列成為束狀物，拱成一浮起可搖擺且基本上呈拋物 線狀的結構。此一陣列擴展開來而高於至少一個用來固 定纖維尾端的陣列頭蓋。每一中空纖維的長度通常大於 每對頭蓋中心對中心的直線距離。為了使用於水槽M 中，一個由上述陣列和空氣擴散裝置所構成的配件最好 具有長度>0.5公尺的纖維，以共同提供>1〇m2的表面積 。在每個頭蓋中之纖維的尾端基本上互不接觸。當纖維 用於排除滲透液的水槽14中一個足夠低的位置以克服 穿透薄膜之壓力差（trans-membrance pressure differential) 時’滲透液可在一個由重力導致的真空中被排出。為増 加水流’可使用一個提供低於75公分汞柱吸力的水泵。 當與一個設於纖維束下方之空氣擴散岐管共用而將水 泡流過或這些中空纖維時，令人訝異地填些纖維的表面 可免於被沈積聚集之污染物所污染β具有高的穿透薄膜 之Μ力差之薄膜是最適合以真空栗去除滲透液的。 如美國專利第5,248,424號所揭示者，用來形成一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2Ι0Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經满部中央標率局員工消费合作社印製 409070 av ---------B7 五、發明説明（9) ' 系列束狀物的ΐ空纖維可以是任何能具有彎曲性質的 薄膜材料。較佳的纖維係在穿透薄膜之壓力範圍介於3.5 kPa(0.5psi)至175kPa(25psi)内操作者。最佳的中空纖 維是能夠提供穿透薄膜之壓力範圍介於7 kPa (1 psi)至 69 kPa (10 psi)者。 較佳的中空纖維係以有機聚合物和陶瓷材料所製 成，不論是等向性的或非等向性的，並在纖維外表面覆 蓋一薄層或表皮f一些纖維可由包覆有多孔性天然橡膠 之乳耀·或不溶於水之纖維素聚合材料的編織棉所製成 。用於纖維的較佳有機聚合物有：聚砜，聚苯乙稀-包 括具有苯乙烯的共聚合物，像是丙烯腈_苯乙烯、丁二烯 -笨乙稀、和苯乙稀-乙稀基节基_化物等共聚合物，聚 碳酸酯’纖維素聚合物’聚丙烯，聚氣乙烯，聚對苯二 甲酸乙稀酯【poly(ethylene terephthalate)】，以及其他 揭示於美國專利第4,230,463號中的材料，其一併附上 作為參考文獻以作為具醴說明。較佳的陶瓷材料纖維係 由 E.I.DuPontdeNemoursCo.的 alumina 所製成，以及揭 示於美國專利第4,069,157號中的材料，其一併附上作 為參考文獻以作為具體說明》 在陣列中，這些纖維可以在一基材令展開以形成無 支撑的棋形物或環形物，此拱形物或環形物的尺寸由纖 維束的長度來決定，且蓋頭或纖維的空間可以僅稍長於 蓋頭間的距離。雖然，因為蓋頭共平面地配置在基材中 ，所以大致呈抛物線狀的拱形物係以對稱的方式形成 本紙張尺度適用中®國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本f } 訂 線 經漪部中央標隼局貝工消費合作社印製 __4_70 B7__ 五、發明説明（10) ’但是拱形物的形狀也可以是非對稱的。當其中一個蓋 頭&X於一較低高度而橫斷地與另外的蓋頭分隔時，此拱 形物是非對稱的。 關於中空纖維薄膜’ 一個纖維的外徑至少為20μιη 並可以大到約為3mm ’基本上是介於0.1 mrn至2mm範 圍内。外徑越大所需要纖维中每一單位體積的表面積比 率便越低。纖維壁的厚度至少為5μιη並可大到1.2mm， 基本上是介於纖維外徑的15%至60%範圍内，最好是 0.5mm 至 1.2mm。 纖維上孔洞的平均截面直徑可有很大的變化，是介 於5至10000 A範圍内。較佳的孔洞直徑在用於超微細 過濾元件時係介於5至1000 A範圍内，而用於微過滤 時則係介於1000至10000 A範圍内。 纖維東中一個纖維的長度基本上與其強度或直徑 無關’因為纖維束是藉由水泡和其展開的基材來支樓的 。纖維束中每一纖維的長度最好依纖維陣列操作時的 條件來決定。基本上，纖維長度介於1公尺至5公尺， 隨著供纖維陣列展開之基材本體的大小（深度和寬度）而 定。每一陣列之纖維數目可以隨意選用，基本上是在 1000至10000範圍内，且一個纖維束較佳的表面積係介 於10m2至100m2範圍内。

V 空氣可以連讀地或間歇性地供給，較佳的結果通常 是利用連續氣流方式所獲得的《供應氣流的量隨著基材 的種類和所接上織維的表面敏感性而變動。空氣可連績 ____11.. 本紙張尺度適用中國囤家標準（。阳）六4規/格（2!0父297公釐) ' ' ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 409070 A7 B7 五、發明説明（〇 性地供應至水槽14，基本上是以 〇-5fWmin/ft2(薄膜表面積）的速率連續加入 0-005 至 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 間歇性地加入時’可採用同樣的速率其右空氣是 1至30分鐘。 其間隔可以是 如所見者，純化的水從蓋頭24沿 並導進管㈣。管線36可包含一快拆部分 水經由管線36導至管線37。在—般操作情況下：純： 的水係被導引穿過一打開的閥門4〇。 ^ ι，在一般極 作情況下’間門42和44是關閉的。因此，在一般操作 情況下微過濾程序泵50經由管線26、 、 J 〇、和 37 吸取純化的水，並將此純化的水經由管線51和52而導 引穿過微過濾器54到達逆滲透程序泵6〇。管線52可 包括一具有快拆功能的軟管51。 可在水泵50和60的任一側提供可撓性軟管46。 在水泵50和60之間可提供一壓力閥門以確保管線52 所需的壓力。 水泵60將純化的水經由管線62導進逆滲透單元7〇 的高壓侧68。水的滲透液係穿透薄膜72而排至低壓侧 74 ’其經由管線76而導至一貯存水槽管線76可 包括一快拆構件78。任何種類的逆參透膜都可使用， 較佳的種類是螺旋纏繞式海水剔除型薄膜。 在本發明中，雜質在高壓侧68被濃縮以成為攔留 物。本發明可利用單一逆滲透模組來操作。然而，最好將 攔留物經由管線82而導入第二逆滲透單元86的高壓側 請 先 閑 讀 背 面 之 注

I 旁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標隼局貝工消費合作杜印繁 409070 B7 五、發明説明（l2T~ ~ " S4。逆滲透單元86包括一薄膜88和一低壓側卯。水 滲透液被吸取或強迫穿透薄膜88而得到可攜帶水其經 由管線92被導至管線76最後到達貯存水槽8〇。" 在本發明中，在一般操作情況下，逆滲透單元％ 的攔留物經由管線94而被導引穿過閥門96和％而到達 適當清潔（CIP)水槽100。當CIP水槽1〇〇裝滿時，過量 的攔留物經由管線102而被導至管線或接頭16，再到達 管線18而回到水源8。 CIP水槽1〇〇通常存有攔留物。再者，如圖所示者 ，CIP水槽100藉由管線1〇4並穿過在—般操作情況下 是關閉的閥門44而連接到管線37和52 ^再者，閥門42 通常是關閉的》 CIP水槽100可提供用以回沖管狀薄膜22之水的來 源。亦即，應知道微過濾膜22係被逆滲透的攔留物或濃 縮液沖洗，以去除或清理從孔洞或表面跑進來像是固態 物或顆粒等污染物。此一程序是藉由一電性連接至螺線 管閥門40(第一閥門）、42(第二閥門）、和4夂第三閥門） 的可程式邏輯控制器110來控制的。也就是說，在回沖 階段’可程式邏輯控制器110打開閥門44和42並關閉 閥Π 40。並非從薄膜22吸水，而以水泵5〇將CIp水槽 H)〇的攔留物經由管線1〇4吸出而穿過码門44(現在是打 開的）’再經由管線52而進入具有快拆功能的管線U2 。在回沖處理時’攔留物被導引穿過閥鬥42(現在是打 開的）並流過管線36和26。攔流物進入管狀薄膜22的 -----------15_____ 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4現格< 2丨Οκ297公釐） (諳先閲1Α背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印裝 4090 刊 A7 ——— --- -_B7 五、發明説明（13) 一----- 内側並逐出薄膜上的髒污。回沖處理可以設定成任意的 處理間隔和處理時間。 基本上，每19分鐘施行一次回沖處理。不過，依據 供=水源的不同，每兩小時至少施行—次的回沖處理可 以汉定成較早或較晚發生，這些相間隔並且附在這裡 作為具體說明。再者’回沖處理的時間-般約為20秒， 不過其時間可縮短或延長，例如5至5〇秒。 在回冲處理的同時，較佳的處理是把一部份逆滲透 的棚留物或濃縮液抽出經由管線52和62而到達逆渗透 模組使彳寸逆滲透單元的操作在回沖處理時不致中斷。 這樣可大幅提高該單元的操作效率。因為使進入逆滲透 模組之液體的流動停止即意味著關掉水泵6〇然後於回 沖處理後再將其打I這需要時間來使水流停止再使其 流動其可能增加了逆滲透模組的磨耗。因此，在操作 時將逆滲透系統關掉一短暫時間的做法必須盡量減少 。再者，當回沖處理時，鼓風機3〇和水泵2最好連續地 運轉。於此模式時，從薄膜排出的顆粒物和髒污可被有 效地沖出水槽14。在回沖處理終了時，關閉閥門料和 42而打開閥門4〇，然後處理程序回到一般的操作模式 〇 在本發明另外的特徵中，逆滲透單天^86的攔留物可 再循環而流經管線94並穿過閥門96(顯示為打開的狀態） ,進入管線93 ^閥門98可以被關閉或節流，因此水被導 引經由管線12〇而到逹管線52，其中水泵6〇將此攔留 (铕先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 夺紙诋尺&通用中國國家椟準（CNS >八4規格（2丨〇><297公釐） 409070 A7 B7 五、發明説明（14) 物再循環而流到高壓側86。再循環處理可依需要而加 快或減慢。快速再循環處理可以使逆滲透系統薄膜上的 髒污減至最少。再循環可確保達到水泵6〇所需的最小 進流量，並增進系統的回收效果和生產率。應知道即 使將閥門98打開，藉由水泵60也可使攔留物再循環。 在本發明中，閥門96係用以在一般操作時調節逆 滲透膜内的壓力。當化學性清潔該逆滲透膜時閥門96 是關閉的，而將水流導回通過管線122和124。當為了 清洗逆滲透膜72和88之目的而將化學性清潔物質加入 CIP水槽100時，上述路徑是特別有用的。其避免了清 潔溶液通過閥門96和98而導致壓力的驟降。請注竞此 一逆滲透膜的化學性清潔程序係在高流動率和低壓力情 況施行的。 經濟部中央橾率局貝工消費合作社印裝 ^^^1 m fn ^^^1 HI I —^n «^^1 ^^^1 ^n- ^^^1 ▼ -# (請先閲讀背面之注意事項苒填寫本育〕 當施行逆滲透膜的化學性清潔程序時，軟管51脫 離點200而連接到點132。軟管95脫離點201而連接 到點202以成為管線124。閥門96和203被關閉而閥 門204和205被打開。CIP水槽1〇〇充滿了清潔溶液。 水泵50透過一封閉迴路使這些清潔溶液再循環。過濾 器54和水泵60被移開以避免壓力的下降和流速的減 緩。並且，水泵60被保護以避免碰到清潔溶液。如此， 在清洗程序時，清潔溶液從CIP水槽1 〇〇流出經過管線 104、44、52、46、51、130、62，逆滲透單元 94、122 和124，再流回CIP水槽100。 應注意者，軟管 10、11、18、33、35、51、 本紙張尺度遢用中國國家揲準（CNS > A4规格（210X297公釐） 409070 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（15 ) 78、95、113和124具有拆卸功能，以容許逆滲透單元與 微過濾單元或貯存水槽分離。將裝置的這些部分予以分 解i可使人們易於持握或攜帶各個獨立的單元。再者，應 注意微過濾單元和逆滲透單元均可分別單獨使用，悉依水 源的品質而定。 當必須對微過濾膜22作化學性清洗時，閥門3〇1被 關閉，邏輯控制器11 〇被設定在手動模式，閥門42和44 被打開而閥門40被關閉。排出水槽14中的水。利用水泵 5〇從CIP水槽1〇〇抽出清潔溶液，流經管線112、37、％、 35而進入薄膜22。閥門302係用以調節薄膜22的壓力。 雖然本發明已以較佳實施例的方式揭露如上，惟後 面所附之申請專利範圍，則係用以涵括落於本發明精神之 範圍内的其他實施例。 符號說明： 2非純淨水抽取系統、4水泵、6過濾器、8水源、 ίο軟管、11導管或軟管、14水槽、15入口、16出 口、18管線、20微過濾'器、22中空管狀膜、24頭蓋、 26管線、29過濾器、30氣泵、32管線、33軟管、34 擴散器、3S〜37管線、4〇第一閥門、42第二閥門、44第 三閥門、46可撓性軟管、50微過濾程序泵、51〜52管 線、54微過濾器、60逆滲透程序泵、62管線、68高 壓侧、70道滲透單元、72薄膜、74低壓側、76管線、 78快拆構建、80貯存水槽、84高壓側、％第二逆參 透單元、88薄膜、90低壓側、92〜94管線、95軟管、 96〜98閥門、100 CIP水槽、1〇2〜1〇4管線、110可程式 邏輯控制器、112管線、U3軟管、12〇管線、122管 線、124 管線、130 管線、132 點、200〜202 點、203-205 閥門、301〜302閥門。 :* 二- ^^1 ^^1 — - ^^1 m - n an 1^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙法尺度適用甲國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 修正日期：88.09.09 υ71026ί4號申請專利範圍修正頁韶 六、利範圍 _ «». · 的攔留物輸送到該中空管狀膜，用以逐出從該管狀膜外 表面來的顆粒物；在該回沖模式期間，該Clp水槽係供 應水的攔留物至該逆滲透模組，以允許在該回沖模式時 持續地操作該逆渗透模组。 16. 如申請專利範圍第15項所述的攜帶式裝置，更 包括一可程式邏輯控制器，用以打開第二和第三螺線管 閥門及關閉第一螺線管閥門，從而將攔留物從該Cip水 槽—至該逆渗透模纟且而持續飲用水的製造，並導至該管 狀膜的内表面而作回沖及逐出其中的髒污。 17. 如申請專利範圍第16項所述的裝置，其中該可 程式邏輯控制器可調整以關閉該第二和第三螺線管閥門 及打開第一螺線管閥門，從而將純化的水從該微過濾膜 導至該逆滲透模組的高壓側。 I ，—— I I 裝 . n 錄 ^ .· (請先閲讀背面之注意事項再填寫..x) 經濟部t央標率局員工消費合作社印製 本紙張从適财® ®家標竿（CNS )八4祕（210X297Si_)_ 經濟部中央標牟局貝工消费合作社印製 A8 B8 __PS____六、申請專利範園 / l · 一種純化非純淨水以供應飲用水之方法，該方法 包括下列步驟： (a) 提供一微過遽單元’其與一非純淨水源和一空氣 源作流體傳輸，該微過濾單元包括： [i] 一水槽，用以容納該非純淨水； [ii] 一微過濾膜，設於該水槽中以過濾該非純淨水而 提供一濃縮液，該微過滤膜包括一系列中空管狀膜，其 具有一内表面和一外表面；以及 [iii] 一空氣擴散器，位於該水槽中使空氣擴散通過 該管狀膜而導引水流在該管狀膜中到處流動； (b) 將水由該非純淨水源導入該水槽中； (c) 將過濾的水經由該管狀膜吸出以供應純化的水 ，並同時排出雜質以供應該濃縮液； (d) 容許過量的濃縮液從該水槽溢流出； (e) 將該純化的水抽到一逆滲透模組的高壓側，其中 水經由薄膜而滲透至該逆滲透模組的低壓側以供應該 飲用水，且雜質在該高壓側濃縮而得到一攔留物 (retentate)； (f) 將該攔留物從該逆滲透模組的高壓惻再循環至 一適當清潔（clean-in-place, CIP)水槽中； (g) 以該CIP水槽的攔留物週期性地回沖 (backflushing)該中空管狀膜，該攔留物被導車該管狀膜 的内表面，以逐出從該管狀膜外表面來的髒污；以及 (h) 在回沖時繼續生產飲用水，其藉由將攔留物導至 19 本紙張尺度適用_國國家標準（€奶）八4規格（210父297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 、ΤΓ 409070 A8 B8 C8 D8 經濟部中夾標率扃員工消费合作社印«- 申請專利範圍 該逆參透楔組的高壓侧並由該低壓侧取得飲用水。 2·如申請專利範圍第1項所述的方法，包括提供孔 徑大小在0·〇5至1.2μηι範圍内的該中空管狀膜β 3·如申請專利範圍第1項所述的方法，包括一將該 非純淨水抽至該水槽的步驟。 4·如申請專利範圍第1項所述的方法 純淨水取得約20至80%成為純化的水。 5. 如申請專利範圍第1項所述的方法 時至少回沖該中空管狀膜一次的步驟。 6. 如申請專利範圍第1項所述的方法 時至少回沖該中空管狀膜一次的步驟。 7. 如申請專利範圍第1項所述的方法 的處理時間約為5至60秒。 8·如申睛專利範圍第1項所述的方法 1攔留物由該CIP水槽溢流的.步驟。 9.一種純化非純淨水以供應飲用水之 包括下列步驟： 該方法 (a) 提供一微過遽單元，其與一非純淨水源和 源作流體傳輸，該微過濾單元包括一微過據楔組一空氣 該非純淨水中，該微過濾膜包括一系列中空營、立，設於 具有一内表面和一外表面； 狀膜’其 (b) 將過濾的水經由該管狀膜吸出以 ，並同時排出所產生之雜質； ’、· 化的水 (c) 將該純化的水抽到一逆滲透模組的高蜃側其中 包括從該非 包括每兩小 包括每一小 其中該回沖 包括容許過 ---------々------，玎------^ I - . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 20 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4况格（210X297公羞） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 409070 H C8 __ D8 · _ 六、申請專利範圍 Μ由薄膜而渗透至該逆渗透模組的低壓侧以供應該 飲用水，且雜質在該高壓侧濃縮而得到一攔留物； (d) 將該攔留物從該逆滲透模組的高壓侧再循環至 一適當清潔（clean-in-place，CIP)水槽中； (e) 每兩小時以該攔留物回沖該中空管狀膜至少一 次，該攔留物被導至該管狀膜的内表面，以逐出從該管 狀膜孔動流進的顆粒物；以及 (f) 在回沖時繼續生產飲用水，其藉由將攔留物導至 該逆渗透模組的高壓側並由該低壓側取得飲用水。 10. —種利用攜帶式裝置純化非純淨水以供應飲用 水之方法’該方法包括下列步驟： (a) 提供一微過濾單元，其與一非純淨水源和—空氣 源作流體傳輸，該微過濾單元包括： Π] —水槽’用以容納該非純淨水； [ii] 一微過濾膜，設於該水槽中以過濾該非純淨水而 提供一濃縮液，該微過濾膜包括一系列親水性中空管狀 膜’其具有一内表面和一外表面；以及 [iii] 一擴散器，位於該水槽中用以導引水流在該管 狀膜中到處流動； (b) 將水由該非純淨水源抽入該水槽中； (c) 將過濾的水經由該管狀膜吸出以供應純化的水 ’並同時排出雜質以供應該濃縮液，從而將進入該水槽 之非純淨水的20至80%回收； (d) 容許過量的濃縮液從該水槽溢流出； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部中央榇準局貝工消費合作社印裝 409070 U C8 D8 ^_ 六、申請專利範園 (e) 將該純化的水導至一逆滲透模組的高壓侧，其中 水經由薄膜而滲透至該逆滲透模組的低壓側以供應該 飲用水’且雜質在該高壓側濃縮而得到一攔留物； (f) 將該棚留物從該逆參透模組的高麼側再循環至 一適當清潔（clean-in-place，CIP)水槽中； (g) 每兩小時以該CIP水槽的攔留物週期性地回沖 該中空管狀膜至少一次，該回沖的處理時間約為5至6〇 秒’該攔留物被導至該管狀膜的内表面，以逐出從該管 狀膜孔動流進的顆粒物；以及 (h) 在回沖時繼續生產飲用水，其藉由將攔留物導至 該逆渗透模組的尚壓侧並由該低壓側取得飲用水。 H.—種純化非純淨水以供應飲用水之系統，該系統 包括： (a) —微過濾單元’其與一非純淨水源作流體傳輸， 該微過濾單元包括： (i) 一水槽，用以容納該非純淨水； [Π]—微過濾膜’設於該水槽中以過濾該非純淨水而 提供一濃縮液，該微過滅膜包括一系列中空管狀膜，其 具有一内表面和一外表面；以及 [iii] 一空氣擴散器’位於該水槽中使空氣擴散通過 該管狀膜而導引水流在該管狀膜中到處流動； (b) —空氣泵，其與該擴散器作流體傳輸，用以將空 氣抽到其中； (c) 一第一水泵，用以將該非純淨水抽到該水槽中； 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨〇><297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部中央#隼局貝工消費合作社印袋 409070 韶 C8 _· D8六、申請專利範園 (d) —第二水泵’用以將過滤的水經由該管狀膜吸出 以供應純化的水，並同時排出雜質以供應該濃縮液； (e) —排水口，設於水槽中以容許過量的濃縮液從該 水槽溢流出； (f) 一逆滲透模組’具有以一逆滲透膜分隔的高壓側 和低壓側； (g) —第三水泵’其與該第二水泵作流體傳輸，用以 接收從其中產生的純化水，並用以將該純化的水導到該 逆滲透模組的高壓側’使得水由該低壓侧滲透出而供應 該飲用水，且在該高壓侧濃縮雜質而得到一攔留物； (h) —適當清潔（clean-in-piace，CIP)水槽，其與該逆 滲透模組的高壓側作流體傳輸，用以接收從其中產生的 攔留物，該CIP水槽 ⑴與該微過濾膜作流體傳輸，而以導入該薄膜内表 面之攔留物週期性地回沖該中空管狀膜，以逐出從該管 狀膜外表面來的顆粒物；以及 (ii)與該逆滲透膜的高壓側作流體傳輸，用以將棚留 物導至該逆滲透模组的高壓側，而在回沖時繼續從該攔 留物中生產飲用水》 12,如申請專利範圍第11項所述的系統，更包括一 可程式邏輯控制器，用以打開第二和第三螺線管閥門 (solenoid valves)及關閉第一螺線管閥門，從而將攔留物 從該CIP水槽導至該逆滲透模組而持續飲用水的製造， 並導至該管狀膜的内表面而作回沖及逐出其中的髒污 23 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 409070 it C8 一 D8 六、申請專利範圍~ ~ 0 13. 如申請專利範圍第12項所述的系統，其中該可 程式邏輯控制ϋ可調整以_該第：和第三螺線管間 門及打開第-螺線管閥門，從而將純化的水從該微過渡 膜導至該逆滲透模組的高壓側。 14. 一種純化非純淨水以供應飲用水之系統，該系統 包括： (a) —微過濾單元，其與一非純淨水源作流體傳輸， 該微過濾單元包括： ⑴一水槽，用以容納該非純淨水； [Π]—微過濾膜，設於該水槽中以過濾該非純淨水而 ic供濃縮液，該微過遽膜包括一系列中空管狀膜，庄 具有一内表面和一外表面；以及 [m] —空氣擴散器，位於該水槽中使空氣擴散通過 該管狀膜而導引水流在該管狀膜中到處流動； (b) —與該擴散器作流體傳輸的空氣泵，用以將空氣 抽到其中； (c) 一第一水泵’用以將該非純淨水抽到該水槽中； (d) —第二水泵，用以將過濾的水經由該管狀膜和一 第一螺線管閥門吸出以供應純化的水，並同時排出雜質 以供應該濃縮液； (e) —排水口，設於水槽中以容許過量的濃縮液從該 水槽溢流出； (f) 一逆滲透模組，具有以一逆滲透膜分隔的高壓側 本紙張尺度適用甲國國家標卒（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ! 409070 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 和低壓側； (g)—第三水泵，其與該第二水泵作流體傳輸，用以 接收從其中產生的純化水，並用以將該純化的水導到該 逆滲透模組的高壓側，使得水由該低壓側滲透出而供應 該飲用水，且在該高壓側濃縮雜質而得到一攔留物； ⑻一適當清潔（clean-in-place，CIP)水槽，其與該逆 滲透模組的高壓側作流體傳輸，用以接收從其中產生的 攔留物，該CIP水槽 [1]經由第二和第三螺線管閥門與該微過濾膜作流 體傳輸，而以導入該薄膜内表面之攔留物週期性地回沖 該中空官狀膜，以逐出從該管狀膜外表面來的顆粒物； 以及 [ii]經由該第二螺線管閥門與該逆滲透膜的高壓側 作流體傳輸，用以將攔留物導至該逆滲透模組的高壓側 ’而在回沖時繼續從該攔留物中生產飲用水；以及 鲤濟部中央梯準局貞工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 (i)一可程式邏輯控制器，用以打開第二和第三螺線 管閥門及關閉第一螺線管閥門，從而將攔留物從該cIP 水槽導至該逆渗透模組而持續飲用水的製造，並導至該 管狀膜的内表面而作回沖及逐出其中的辭污。 15. —種純化非純淨水以供應飲用水之攜帶式裝置 ，該裝置包括： .(a) —空氣泵·’用以抽取空氣而提供一空氣源； (b)—過濾器，用以過濾非純淨水而供應經過率的非 純淨水；

   ABCD 409070 六、申請專利範圍 --- (C)一微過濾單元，與該經過濾的非純淨水和該空氣 源作流體傳輸，該微過濾單元包括： [I] 一水槽，用以容納該經過濾的非純淨水， [II] 一微過濾膜’設於該水槽中以過濾非純淨水和排 出經過濾之非純淨水_的雜質，從而提供一濃縮液，該 微過濾膜包括一系列親水性中空管狀膜，其具有一内表 面和一外表面；以及 [III] 一空氣擴散器，其與該空氣源作流體傳輸，該 擴散器位於該水槽中，使空氣擴散通過該管狀膜而導引 水流在該管狀膜中到處流動； (d) —程序水泵’其與該中空管狀膜作流體傳輸，用 以將低於該中空管狀膜外表面的壓力導入其内表面上 ’而將水吸入該中空管狀膜中以供應純化的水’並同時 排出雜質以供應該濃縮液 (e) —逆滲透模組，具有一高壓側和一低壓側，該高 壓側與該程序水泵作流體傳輸以由其中得到純化的水 ’該程序水泵可保持該高壓側之水壓力，而在該低壓側 產生水的滲透物及在該高壓側產生水的攔留物，該逆滲 透模組可調整而將水的滲透物輸送到一水貯存槽中；以 及 (f) 一適當清潔（clean_in_place，CIP)水槽，其與該逆 滲透模組的高壓側作流體傳輸，用以接收從該逆滲透模 組產生的攔留物；在一回沖模式（backflush mode)中，該 CIP水槽與該中空管狀膜的内表面作流體傳輸，而將水 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) A4現格（210X297公嫠） (請先聞讀背面之注意事項再填爲本頁) " 經濟部中失標準局員工消资合作社印笨 修正日期：88.09.09 υ71026ί4號申請專利範圍修正頁韶 六、利範圍 _ «». · 的攔留物輸送到該中空管狀膜，用以逐出從該管狀膜外 表面來的顆粒物；在該回沖模式期間，該Clp水槽係供 應水的攔留物至該逆滲透模組，以允許在該回沖模式時 持續地操作該逆渗透模组。 16. 如申請專利範圍第15項所述的攜帶式裝置，更 包括一可程式邏輯控制器，用以打開第二和第三螺線管 閥門及關閉第一螺線管閥門，從而將攔留物從該Cip水 槽—至該逆渗透模纟且而持續飲用水的製造，並導至該管 狀膜的内表面而作回沖及逐出其中的髒污。 17. 如申請專利範圍第16項所述的裝置，其中該可 程式邏輯控制器可調整以關閉該第二和第三螺線管閥門 及打開第一螺線管閥門，從而將純化的水從該微過濾膜 導至該逆滲透模組的高壓側。 I ，—— I I 裝 . n 錄 ^ .· (請先閲讀背面之注意事項再填寫..x) 經濟部t央標率局員工消費合作社印製 本紙張从適财® ®家標竿（CNS )八4祕（210X297Si_)_