TWI633919B - 過濾濃縮方法 - Google Patents

Abstract

一種過濾濃縮方法，以一過濾濃縮裝置過濾濃縮一具有複數個顆粒的混合液，該混合液由一第一儲存桶輸送至一過濾單元以進行一循環過濾步驟，當該混合液通過該過濾單元時，該些顆粒留置於該過濾單元中，而該混合液通過該過濾單元後形成一過濾液，部份該過濾液於一過濾液收集步驟中輸送至一第二儲存桶儲存，而其餘該過濾液輸送至該第一儲存桶與該混合液混合，儲存於該第二儲存桶的該過濾液於一回洗步驟中輸送至該過濾單元，以回洗留置於該過濾單元的該些顆粒，使該些顆粒脫離該過濾單元。

Description

過濾濃縮方法

本發明關於一種過濾濃縮方法，特別是一種可減少溶液使用量的過濾濃縮方法。

於習知的過濾方法中，為了過濾溶液中的顆粒，必須先使混合有顆粒的溶液通過濾材，使溶液中的顆粒被留置於濾材上，而經濾材過濾後的溶液則會被視為廢液而排出，接著必須使用額外的液體回洗濾材，使顆粒脫離濾材以取得顆粒，由於習知的過濾方法必須耗費大量的溶液(如水等溶液)資源，因此如何有效減少溶液使用量為本領域之一重要課題。

本發明之主要目的在於提供一種過濾濃縮方法，於回洗步驟前收集通過多孔質濾材的一過濾液，並於回洗步驟中使用該過濾液回洗留置於多孔質濾材中的顆粒，使顆粒脫離多孔質濾材，無須額外添加溶液回洗多孔質濾材。

本發明之一種過濾濃縮方法用以過濾濃縮一具有複數個顆粒的混合液，該過濾濃縮方法包含：提供一過濾濃縮裝置，該過濾濃縮裝置具有一第一儲存桶、一第二儲存桶及一過濾結構，該第一儲存桶及該第二儲存桶分別連通該過濾結構，該混合液儲存於該第一儲存桶，該過濾結構具有至少一過濾單元、一第一出液口及一第二出液口，該過濾單元具有一過濾桶及至少一多孔質濾材，該第一出液口及該第二出液口分別連通該過濾桶之一容置空間，該多孔質濾材容置於該容置空間；進行一循環過濾步驟，將儲存於該第一儲存桶的該混合液輸送至該過濾桶，該混合液通過該多孔質濾材以使該些顆粒留置於該多孔質濾材中，該混合液通過該多孔質濾材後形成一過濾液，該過濾液經由該第一出液口輸送至該第一儲存桶與該混合液混合，以選擇性地再次進行該循環過濾步驟；進行一過濾液收集步驟，部份的該過濾液通過該多孔質濾材後經由該第二出液口輸送至該第二儲存桶；進行一回洗步驟，將儲存於該第二儲存桶的該過濾液輸送至該過濾桶，以該過濾液回洗留置於該多孔質濾材的該些顆粒，使該些顆粒脫離該多孔質濾材。

本發明於該過濾液收集步驟中將部份的該過濾液儲存於該第二儲存桶中，並於該回洗步驟中使用該過濾液回洗該多孔質濾材，使該些顆粒脫離該多孔質濾材，因此無須添加額外的液體回洗該多孔質濾材，可有效減少溶液使用量。

請參閱第1圖，一種過濾濃縮方法10包含「提供一過濾濃縮裝置」11、「進行一循環過濾步驟」12、「進行一過濾液收集步驟」13及「進行一回洗步驟」14，該過濾濃縮方法10用以過濾濃縮一具有複數個顆粒的混合液，以提高該些顆粒的相對比例，在本實施例中，該些顆粒為金屬氧化物，金屬氧化物均勻分散於有機溶劑中以構成該混合液，但本發明不以此為限。

請參閱第1及2圖，於步驟11中提供一過濾濃縮裝置100，該過濾濃縮裝置100具有一第一儲存桶110、一第二儲存桶120及一過濾結構130，該混合液儲存於該第一儲存桶110，該第一儲存桶110及該第二儲存桶120分別連通該過濾結構130，該過濾結構130具有至少一過濾單元131、一第一出液口132及一第二出液口133，該過濾單元131具有一過濾桶131a及至少一多孔質濾材131b，該第一出液口132及該第二出液口133分別連通該過濾桶131a之一容置空間S，該多孔質濾材131b容置於該容置空間S，較佳地，該多孔質濾材131b為孔隙小於50nm的陶瓷管，在本實施例中，該過濾結構130具有兩個過濾單元131，一過濾單元131的該過濾桶131a與另一過濾單元131的該過濾桶131a連通，且每一過濾單元131中設置有複數個陶瓷管，該些陶瓷管於該過濾桶131a的該容置空間S中緊密排列。

請參閱第1及3圖，於步驟12中進行一循環過濾步驟，將儲存於該第一儲存桶110的該混合液輸送至該過濾桶131a，較佳地，該過濾濃縮裝置100另具有一第一管路140及一第一幫浦150，該第一管路140連通該第一儲存桶110及該過濾桶131a，該第一幫浦150設置於該第一管路140，於該循環過濾步驟中，該第一幫浦150用以加壓該混合液，將儲存於該第一儲存桶110的該混合液輸送至該過濾桶131a，因此該混合液以一第一方向通過該多孔質濾材131b，使該些顆粒留置於該多孔質濾材131b中，且該混合液通過該多孔濾材131b後形成一過濾液，該過濾液經由該第一出液口132輸送至該第一儲存桶110與該混合液混合，該混合液與該過濾液混合後可選擇性地輸送至該過濾桶131a，以再次進行該循環過濾步驟，在本實施例中，該第一方向係由下往上，因此該混合液由下往上通過該多孔質濾材131b，使該些顆粒留置於該多孔質濾材131b中。

請參閱第1及3圖，於步驟13中進行一過濾液收集步驟，部份的該過濾液通過該多孔質濾材131b後，經由該第二出液口133輸送至該第二儲存桶120儲存，較佳地，該過濾液收集步驟與該循環過濾步驟同步進行，即當該混合液於該循環過濾步驟中通過該多孔質濾材131b而形成該過濾液後，部份的該過濾液經由該第二出液口133輸送至該第二儲存桶120儲存，而其餘的該過濾液經由該第一出液口132輸送至該第一儲存桶110與該混合液混合，以選擇性地再次進行該循環過濾步驟，但本發明不以此為限，該過濾液收集步驟可於完成該過濾循環步驟後進行。

請參閱第1及4圖，於步驟14中進行一回洗步驟，將儲存於該第二儲存桶120的該過濾液輸送至該過濾桶131a中，以該過濾液回洗留置於該多孔質濾材131b的該些顆粒，使該些顆粒脫離該多孔質濾材131b，較佳地，該過濾結構130另具有一第三出液口134，該第三出液口134連通該容置空間S，於該回洗步驟中，該過濾液及脫離該多孔質濾材131b的該些顆粒經由該第三出液口134輸送回該第一儲存桶110。

請參閱第4圖，較佳地，該過濾濃縮裝置100另具有一第二管路160及一第二幫浦170，該第二管路160連通該第二儲存桶120及該過濾桶131a，該第二幫浦170設置於該第二管路160，於該回洗步驟中，該第二幫浦170用以加壓該過濾液，將儲存於該第二儲存桶120的該過濾液輸送至該過濾桶131a，因此該過濾液以一第二方向通過該多孔質濾材131b，使該些顆粒脫離該多孔質濾材131b，其中，該第一方向與該第二方向不相同，在本實施例中，該第一方向與該第二方向互為反向，該第二方向係由上往下，因此該過濾液係由上往下通過該多孔質濾材131b，以使該些顆粒脫離該多孔質濾材131b。

請參閱第5圖，較佳地，於該過濾液收集步驟中，當該過濾液經由該第二出液口133輸送至該第二儲存桶120後，部份的該過濾液可由該第二儲存桶120排出至該過濾濃縮裝置100外部，但本發明不以此為限，在其他實施例中，部份的該過濾液於該循環過濾步驟中，由該過濾結構130排出至該過濾濃縮裝置100外部，或者於該回洗步驟中，僅輸送儲存於該第二儲存桶120的部份該過濾液至該過濾桶131a回洗該多孔質濾材132，藉由減少部份該過濾液體積提高該些顆粒的相對比例，以達到濃縮該混合液的目的，因此當該些顆粒的相對比例未符合要求時，可重複進行該循環過濾步驟、該過濾液收集步驟及該回洗步驟，以有效提高該些顆粒的相對比例。

請參閱第3圖，較佳地，該過濾濃縮裝置100另具有一壓力錶180，該壓力錶180設置於該第一管路140，該壓力錶180用以偵測該第一管路140內的壓力，於該循環過濾步驟中，當該第一管路140內的壓力超過一預定值時，表示留置於該多孔質濾材131b中的該些顆粒使得該混合液不易通過該多孔質濾材131b，因此當該循環過濾步驟及該過濾液收集步驟為同步進行時，可同時停止該循環過濾步驟及該過濾液收集步驟，以進行該回洗步驟，當該過濾液收集步驟於完成該循環過濾後進行時，則可停止該循環過濾步驟，以接著進行該過濾液收集步驟，在本實施例中，該預定值設定為5 psi，當該第一管線140內的壓力大於5 psi時，即停止進行該循環過濾步驟。

較佳地，可於該過濾濃縮裝置100的各個管路中分別設置有一控制閥V，藉由選擇性地開啟或關閉該控制閥V，可在該循環過濾步驟、該過濾液收集步驟或該回洗步驟中控制該混合液或該過濾液的流向，以達到過濾濃縮的目的，由於控制閥控制液體流向已為習知技術，於此不再贅述。

本發明藉由該過濾液收集步驟將部份的該過濾液儲存於該第二儲存桶120中，並於該回洗步驟中以儲存於該第二儲存桶120的該過濾液回洗該多孔質濾材131b，使留置於該多孔質濾材131b的該些顆粒脫離該多孔質濾材131b，因此該過濾濃縮方法10可減少廢液產生量，且無須添加額外的溶液回洗留置於該多孔質濾材131b的該些顆粒，可有效降低溶液使用量。

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，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

10‧‧‧過濾濃縮方法

11‧‧‧提供一過濾濃縮裝置

12‧‧‧進行一循環過濾步驟

13‧‧‧進行一過濾液收集步驟

14‧‧‧進行一回洗步驟

100‧‧‧過濾濃縮裝置

110‧‧‧第一儲存桶

120‧‧‧第二儲存桶

130‧‧‧過濾結構

131‧‧‧過濾單元

131a‧‧‧過濾桶

131b‧‧‧多孔質濾材

132‧‧‧第一出液口

133‧‧‧第二出液口

134‧‧‧第三出液口

140‧‧‧第一管路

150‧‧‧第一幫浦

160‧‧‧第二管路

170‧‧‧第二幫浦

180‧‧‧壓力錶

S‧‧‧容置空間

V‧‧‧控制閥

第1圖：依據本發明之一實施例，一種過濾濃縮方法流程圖。 第2圖：依據本發明之一實施例，一種過濾濃縮裝置示意圖。 第3圖：依據本發明之一實施例，該過濾濃縮方法示意圖。 第4圖：依據本發明之一實施例，該過濾濃縮方法示意圖。 第5圖：依據本發明之一實施例，該過濾濃縮方法示意圖。

Claims (10)

1. 一種過濾濃縮方法，用以過濾濃縮一具有複數個顆粒的混合液，其包含：提供一過濾濃縮裝置，該過濾濃縮裝置具有一第一儲存桶、一第二儲存桶及一過濾結構，該第一儲存桶及該第二儲存桶分別連通該過濾結構，該混合液儲存於該第一儲存桶，該過濾結構具有至少一過濾單元、一第一出液口及一第二出液口，該過濾單元具有一過濾桶及至少一多孔質濾材，該第一出液口及該第二出液口分別連通該過濾桶之一容置空間，該多孔質濾材容置於該容置空間；進行一循環過濾步驟，將儲存於該第一儲存桶的該混合液輸送至該過濾桶，該混合液通過該多孔質濾材以使該些顆粒留置於該多孔質濾材中，該混合液通過該多孔質濾材後形成一過濾液，該過濾液部分經由該第一出液口輸送至該第一儲存桶與該混合液混合，以選擇性地再次進行該循環過濾步驟；進行一過濾液收集步驟，部份的該過濾液通過該多孔質濾材後經由該第二出液口輸送至該第二儲存桶；以及進行一回洗步驟，將儲存於該第二儲存桶的該過濾液輸送至該過濾桶，以該過濾液回洗留置於該多孔質濾材的該些顆粒，使該些顆粒脫離該多孔質濾材，於該回洗步驟中減少部分該過濾液體積供給至該過濾結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中該過濾結構另具有一第三出液口，該第三出液口連通該容置空間，於該回洗步驟中，該過濾液及該些顆粒經由該第三出液口輸送回該第一儲存桶。
3. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中該過濾濃縮裝置另具有一第一管路及一第一幫浦，該第一管路連通該第一儲存桶及該過濾桶， 該第一幫浦設置於該第一管路，於循環過濾步驟中，以該第一幫浦將儲存於該第一儲存桶的該混合液輸送至該過濾桶。
4. 如申請專利範圍第3項所述之過濾濃縮方法，其中該過濾濃縮裝置另具有一壓力錶，該壓力錶設置於該第一管路，該壓力錶用以偵測該第一管路內的壓力。
5. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中該過濾濃縮裝置另具有一第二管路及一第二幫浦，該第二管路連通該第二儲存桶及該過濾桶，該第二幫浦設置於該第二管路，於該回洗步驟中，以該第二幫浦將儲存於該第二儲存桶的該過濾液輸送至該過濾桶。
6. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中部份該過濾液由該第二儲存桶排出至該過濾濃縮裝置外部。
7. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中部份該過濾液由該過濾結構排出至該過濾濃縮裝置外部。
8. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中於該循環過濾步驟中，儲存於該第一儲存桶的該混合液以一第一方向通過該多孔質濾材，於該回洗步驟中，儲存於該第二儲存桶的該過濾液以一第二方向通過該多孔質濾材，該第一方向與該第二方向不相同。
9. 如申請專利範圍第8項所述之過濾濃縮方法，其中該第一方向與該第二方向互為反向。
10. 如申請專利範圍第1項所述之過濾濃縮方法，其中該過濾液收集步驟與該循環過濾步驟同步進行。