TWI409096B - A fluid handling device having a scraper mechanism - Google Patents

Description

具有刮泥機構的流體處理裝置

本發明是有關於一種水處理裝置，且特別是有關於一種可延長濾膜操作週期之具有刮泥機構的水處理裝置。

為了增加過濾膜組的有效截污面積，以提高產水量，以往的螺旋包疊式的過濾膜組已逐漸為扁囊式的過濾膜組所替代，這種扁囊式的過濾膜組是將多數個濾袋串集在一產水管上，在外部並不需要硬質的管殼包覆，而僅在兩端以壓板鎖固，因此濾袋與污水的接觸面積相當高，且濾袋組串後的單元體積小，方便於搬運移動，更重要的是，污水能以橫向流動的掃流方式對濾袋進行擴散滲透，所以濾袋不僅流速大、造水量高，而且濾袋表面的污泥可直接以高壓水柱噴清洗，相當的方便。

此外，為了抑制濾袋表面污泥(濾餅)沉積生成效果，以往的污水處理設備，除了會在污水進水槽的底部打入空氣，以增加水體對膜面的擾動之外，尚有使濾袋在進水槽內產生旋轉，俾利用旋轉中的濾袋與飼水液面接觸時，所產生的剪切沖除力，進而使濾袋與其表面的污泥、固體顆粒產生脫離，以降低濾袋堵塞，進一步地防止污水濃度極化現象所造成的濾速降低，相關之專利已可見於台灣公告第I312767號發明專利案。

雖然，對扁囊式的濾袋在進水槽中旋轉可達到一定的抑制表面污泥生成之效果，但是由於飼水的來源種類眾多，除了一般污水中常見的膠羽、雜質與固體顆粒之外，尚有包含切削液等各類的黏稠油質，因此，當飽含油質的飼水與濾袋接觸，進而黏附於濾袋的膜面之後，會嚴重地影響濾袋的產水流量，尤其是面對具有濃稠油質的飼水時，整個過濾單元會被油膜所包覆，進而形成一油膜封閉層，此時，即使對濾袋進行高壓水柱的沖洗，亦無法使厚重的油膜除去，除了大幅地降低產水的流通量之外，濾袋的操作週期與壽命性亦會降低，如此一來，將大幅地增加濾袋的耗材成本。

因此，當面對油質飼水的處理環境下，如何有效地延長濾袋的操作與使用壽命性，已成為業者積極改善與開發的重點課題。

因此本發明所提供之一種具有刮泥機構的水處理裝置，是在處理槽內增設有一對應膜袋的刮動單元，刮動單元的刮泥元件可對濾袋膜面形成線接觸，以在濾袋旋轉時對膜面形成刮擦清潔效果，使濾袋達到延長使用週期的目的。

根據本發明所提出之一種具有刮泥機構的水處理裝置，包含一處理槽、一驅動單元、一產水管、一過濾單元及一刮動單元。該處理槽，具有一槽壁、一進水口、一排放口，及一由該槽壁所圍設出的內容室。該驅動單元，設置於該處理槽外部。該產水管，與該驅動單元連結且穿樞於該內容室內，且該產水管包含有一環繞一軸線的管壁與複數個貫穿該管壁的透孔。該過濾單元，包含複數個水密層疊套設在該產水管上的濾袋，前述濾袋是與該軸線方向呈垂直設置，且每一個濾袋分別具有一與前述透孔相連通的中央孔，當該驅動單元驅動該產水管旋轉，進而使該過濾單元環繞該產水管之軸線產生同步旋轉。該刮動單元，設置在該內容室內，具有複數個刮泥元件，前述刮泥元件是分別夾設在兩兩濾袋之間，並且保持與濾袋形成線接觸狀態。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，更包含一扣合單元，該扣合單元具有複數個導接盤與水密元件，前述導接盤是以兩兩為一組而與該過濾單元的濾袋相互交錯嵌疊。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該過濾單元的濾袋具有呈三明治結構的一膜支撐板、一第一薄膜及一第二薄膜、由三者界定出一供水體透析的容室，及軸向貫穿且與容室連通的該中央孔。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該刮動單元的刮泥元件是一呈螺旋狀的拉伸彈簧。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該刮動單元的刮泥元件更包含有一旋轉桿及一位於該旋轉桿外周的螺旋刮板。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該處理槽更具有二平行該產水管且設置在該槽壁上的定位座，供定位該刮動單元的刮泥元件，前述定位座是固設在該槽壁的相對壁面上，且具有高低位差，使刮泥元件能以一傾斜角度與該過濾單元的濾袋接觸，且不抵觸該產水管。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該刮動單元更包含有二固定架及二可動式地安置於前述固定架上的樞接架，前述樞接架包含有一延伸桿，供組接刮泥元件。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該刮動單元的刮泥元件是呈圓桿狀的刮桿。

依照本發明上述具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該驅動單元包含有一減速機及一與該減速機連結的傳動軸，該傳動軸與該產水管上並各套樞有一軸承座。

因此，本發明的之具有刮泥機構的水處理裝置，藉以刮動單元之刮泥元件與乾過濾單元之濾袋成線接觸關係，致使過濾單元經動力旋轉時，即能自動地對濾袋膜面形成刮擦除泥的動，不但有效地防止油泥包覆整個過濾單元，且可延長過濾單元的操作週期，以降低使用濾袋之耗材成本。

參照第1圖與第2圖，本發明之具有刮泥機構的水處理裝置的一個實施例，包含一處理槽10、一驅動單元20、一產水管30、一過濾單元40、一刮動單元50及一扣合單元60。

該處理槽10，具有一頂部透空且呈漏斗狀的槽壁11、一位於該槽壁11頂部的進水口12、一遠離該進水口12的排放口13，以及一由該槽壁11所圍設出的內容室14，該內容室14內的飼水液面高度是低於該過濾單元40。在本實施例中，該處理槽10的排放口13是位於該槽壁11中央底部，以提供濃縮廢液與金屬離子的排放，此外，該處理槽10更具有二平行該產水管30且設置在該槽壁11上的定位座15、16，前述定位座15、16是固設在該槽壁11的相對壁面上，可調整成且具有高低位差。

該驅動單元20，設置於該處理槽10外部，包含有一減速機21及一與該減速機21連結的傳動軸22，該傳動軸22與該產水管30上並各套樞有一軸承座23，永以支撐該產水管30與該過濾單元40，並承受兩者旋轉運動時的負荷。

該產水管30，與該驅動單元20的傳動軸22連結且穿樞於該內容室14內，且該產水管30包含有一環繞一水平軸線的管壁31，以及複數個貫穿該管壁31的透孔32。在本實施例中，該產水管30與該傳動軸22軸接的一端是呈常閉狀，而該產水管30的另一端則穿設延伸出該處理槽10外，並以一負壓將過濾至該產水管30中的淨水導接至一淨水槽(圖未示)儲放。

該過濾單元40，續參照第6圖，包含複數個水密層疊套設在該產水管30上的圓盤型濾袋41，前述濾袋41是與該產水管30的軸線方向呈等間隔垂直設置。且每一個濾袋41分別具有一與前述透孔32相連通的中央孔411、一膜支撐板412、一第一薄膜413及一第二薄膜414，以及由三者界定出一供水體透析的容室415。且該中央孔411是與該容室415相連通。該膜支撐板412是以網狀的塑膠材料製成，且在邊緣與該第一薄膜413、第二薄膜414進行密封接著。

該扣合單元60，具有複數個導接盤61與水密元件62。前述導接盤61是以兩兩為一組而與該過濾單元40的濾袋41相互交錯嵌疊，前述導接盤61恰夾壓在濾袋41中央孔411周緣，且藉水密元件62貼抵濾袋41膜面以防止生水滲入產水管30內，而利用導接盤61可相互鎖結的特點，即可使該過濾單元40的濾袋41逐層鎖疊組固。

該刮動單元50，續參照第3、4圖，設置在該處理槽10的內容室14內，該刮動單元50具有複數個刮泥元件51，前述刮泥元件51是分別夾設在兩兩濾袋41之間，並且保持與濾袋41形成線接觸狀態，藉以降低兩者之間的接觸摩擦阻力，以防止濾袋41膜面產生破損而漏水。在本實施例中，該刮動單元50的刮泥元件51是一呈螺旋狀的拉伸彈簧(在第2圖中，只示意兩條刮泥元件51，實際使用時在每個濾袋之間都設有一個刮泥元件51)，且兩端是分別鉤卡在該處理槽10的定位座15、16上。藉由定位座15、16的高低位差，使刮泥元件51能在不抵觸該導接盤61的狀態下，以一傾斜角度與該過濾單元40的濾袋41形成接觸，進而使該刮動單元50的刮泥元件51能在濾袋41旋動時，獲得最大面積的接觸刮擦效果。

藉著上述的結構組成，在該產水管30末端負壓的唧引之下，該處理槽10內的飼水即會先經過濾袋41的篩濾後，而形成乾淨的水液進入濾袋41的容室415內，接著再依序由中央孔411、透孔32匯至該產水管30中，同時，在該驅動單元20的減速機21作動，並驅動該產水管30旋轉，進而使產水管30上的該過濾單元40產生同步旋轉，藉著刮動單元50的刮泥元件51接觸膜面的作用，即會對濾袋41的外表面自動地形成刮取污泥的動作，並且刮動元件51也具有擾動水體的效果，使處理槽10內的飼水形成擾流，以有效地避免濾袋41膜面的污堵與濾餅的生成，達到延長濾袋41使用週期的目的。

請參照第5圖，該刮動單元50的另一種刮泥元件52更包含有一旋轉桿521及一位於該旋轉桿521外周的螺旋刮板522。使用時，該刮泥元件51的螺旋括板522與該濾袋41保持線接觸狀態，使當過濾單元40運行時，可藉螺旋刮板522刮除積附在濾袋之薄膜表面的油墨(如工業用切削液中的油漬等)。

再請參照第7、8圖，是本發明的又一種刮動單元50的刮泥元件53包含有二固定架531及一可動式地安置於該固定架531上的樞接架532，前述樞接架532包含有一樞軸5321、一自該樞軸5321相外延伸的伸長桿5322以及複數個設置於該伸長桿5322底部的刮桿5323。進行濾膜表面刮除作業時，整組樞接架532受動力驅動而被活動樞轉而伸入該過濾單元40的濾袋41中，致使每一個刮桿5323分別穿伸入兩兩濾袋41之間，進而與濾袋41的表面呈線接觸關係。當處理裝置不需進行濾膜41刮除作業時，只要再藉動力驅動該組樞接架532向上樞轉，以使刮桿5323脫離濾袋41即可。

歸納上述，本發明之具有刮泥機構的水處理裝置，利用在該處理槽10內所增設的刮動單元50的設置，讓每個過濾單元40的濾袋41之間夾設一刮泥元件51、52或53，使得過濾單元40在旋轉時，即能自動地對濾袋41表面形成刮擦除泥的動作，有效地防止油泥包覆整個過濾單元40，且可使得處理槽10內的飼水形成擾流狀態，以延長過濾單元40濾袋41的操作週期，降低耗材成本。

雖然本發明已以一個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．處理槽

11．．．槽壁

12．．．進水口

13．．．排放口

14．．．內容室

15．．．定位座

16．．．定位座

20．．．驅動單元

21．．．減速機

22．．．傳動軸

23．．．軸承座

30．．．產水管

31．．．管壁

32．．．透孔

40．．．過濾單元

41．．．濾袋

411．．．中央孔

412．．．膜支撐板

413．．．第一薄膜

414．．．第二薄膜

415．．．容室

50．．．刮動單元

51．．．刮泥元件

52．．．刮泥元件

521．．．旋轉桿

522．．．螺旋刮板

53．．．刮泥元件

531．．．固定架

532．．．樞接架

5321．．．樞軸

5322．．．伸長桿

5323．．．刮桿

60．．．扣合單元

61．．．導接盤

62．．．水密元件

第1圖為本發明一個實施例之具有刮泥機構的水處理裝置的立體圖。

第2圖為該實施例之組合剖視圖，是顯示產水管、過濾單元與刮動單元在處理槽內部的配置狀態。

第3圖為該實施例的處理槽側視圖，是顯示該刮動單元在處理槽中與該過濾單元形成傾斜狀態接觸的情形。

第4圖為該實施例的局部立體圖，是顯示該過濾單元與該刮動單元之間組配的對位關係。

第5圖為該實施例的立體圖，是顯示該刮動單元的另一種刮泥元件的結構。

第6圖為該實施例的局部組合剖視圖，是顯示該過濾單元與該扣合單元之間的組配對位結構狀態。

第7圖為類似於第3圖的平面圖，是顯示又一種刮動單元安裝在處理槽內的使用情形。

第8圖為該實施例的又一種刮泥元件立體圖。

10．．．處理槽

11．．．槽壁

13．．．排放口

14．．．內容室

15．．．定位座

16．．．定位座

20．．．驅動單元

21．．．減速機

22．．．傳動軸

23．．．軸承座

30．．．產水管

40．．．過濾單元

41．．．濾袋

50．．．刮動單元

51．．．刮泥元件

60．．．扣合單元

61．．．導接盤

Claims (6)

1. 一種具有刮泥機構的水處理裝置，包含：一處理槽，具有一槽壁、一進水口、一排放口，及一由該槽壁所圍設出的內容室；一驅動單元，設置於該處理槽外部；一產水管，與該驅動單元連結且穿樞於該內容室內，且該產水管包含有一環繞一軸線的管壁與複數個貫穿該管壁的透孔；一過濾單元，包含複數個水密層疊套設在該產水管上的濾袋，前述濾袋是與該軸線方向呈垂直設置，且每一個濾袋分別具有一與前述透孔相連通的中央孔，當該驅動單元驅動該產水管旋轉，進而使該過濾單元環繞該產水管之軸線產生同步旋轉；以及一刮動單元，設置在該內容室內，具有複數個刮泥元件，前述刮泥元件是分別夾設在兩兩濾袋之間，並且保持與濾袋形成線接觸狀態，該刮動單元的刮泥元件是一呈螺旋狀的拉伸彈簧。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有刮泥機構的水處理裝置，其中，更包含一扣合單元，該扣合單元具有複數個導接盤與水密元件，前述導接盤是以兩兩為一組而與該過濾單元的濾袋相互交錯嵌疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該過濾單元的濾袋是呈圓盤型，且具有呈三明治結構的一膜支撐板、一第一薄膜及一第二薄膜、由三者界定出一供水體透析的容室，及軸向貫穿且與容室連通的該中央孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該處理槽更具有二平行該產水管且設置在該槽壁上的定位座，供定位該刮動單元的刮泥元件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有刮泥機構的水處理裝置，其中，前述定位座是固設在該槽壁的相對壁面上，且具有高低位差，使刮泥元件能以一傾斜角度與該過濾單元的濾袋接觸。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有刮泥機構的水處理裝置，其中，該驅動單元包含有一減速機及一與該減速機連結的傳動軸，該傳動軸與該產水管上並各套樞有一軸承座。