TWI815787B - 可替換式薄膜蒸餾模組及其薄膜蒸餾膜板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可替換式薄膜蒸餾模組，包含板狀的一薄膜蒸餾膜板 ，該薄膜蒸餾膜板 兩端分別貫穿二個上流孔以及二個下流孔，一薄膜蒸餾部凹設於該薄膜蒸餾膜板 一側面並且由一蒸餾膜片覆蓋以構成有一薄膜蒸餾空間，一上縱流道以及一下縱流道穿設於該薄膜蒸餾膜板 內，且該上縱流道連通其中一個該上流孔以及該薄膜蒸餾空間，該下縱流道連通其中一個該下流孔以及該薄膜蒸餾空間，一阻隔元件選擇性地與其中一個該上流孔或該下流孔結合。

Description

可替換式薄膜蒸餾模組及其薄膜蒸餾膜板

一種用於薄膜蒸餾的薄膜蒸餾模組，特別是一種可替換式薄膜蒸餾模組及其薄膜蒸餾膜板 。

隨著環保意識的抬頭，現代工業以及科技發展中除了追求經濟的成長，同時的也一併兼顧了環境保育以及永續資源的觀念。加上工業以及民生用水需求，防止水汙染以及水資源再利用更是全球性的主要關注的課題。

聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene, PTFE）因具有抗黏性、耐化學性、耐熱性、優越的低摩擦係數之表面平滑度以及抗紫外線等特性，現有薄膜蒸餾系統中大多為將聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene, PTFE）材料製成薄膜裝置，並採用薄膜蒸餾原理將待處理一溶液分離並且淨化。

然而，現行的薄膜蒸餾系統往往需要依據如工業廢水、民生用水或是民生廢水等應用領域、溶液類性以及淨化要求等不同需求，進而發展不同規格的薄膜蒸餾系統，不僅使得該薄膜蒸餾系統以及該薄膜裝置於製作時無法規格化，也因為各薄膜蒸餾系統以及各薄膜裝置無法通用的關係，使用者須依據需求購買多種類型的該薄膜蒸餾系統。再加上當該薄膜裝置經長久使用下產生耗損或污染積垢時，往往是直接更換整個該薄膜蒸餾系統，導致成本負擔高也十分浪費材料資源。

為了克服上述現行的薄膜蒸餾系統中薄膜裝置無法規格化生產以及薄膜裝置因不可替換而資源浪費以及各薄膜蒸餾系統無法通用的問題，本發明提供一種薄膜蒸餾膜板  ，包含： 一基板為板狀，二個上流孔間隔設置地貫穿該基板其中一端的兩側面，二個下流孔間隔設置地貫穿該基板另外一端的兩側面； 一薄膜蒸餾部凹設置於該基板其中一側面，且該薄膜蒸餾部涵蓋的範圍與該上流孔以及二個該下流孔錯開； 一蒸餾膜片覆蓋該薄膜蒸餾部，並且與該薄膜蒸餾部之間構成有一薄膜蒸餾空間； 一上縱流道穿設於該基板內，且該上縱流道的兩端分別連通其中一個該上流孔以及該薄膜蒸餾空間； 一下縱流道穿設於該基板內，且該下縱流道的兩端分別連通其中一個該下流孔以及該薄膜蒸餾空間；以及 一阻隔元件選擇性地與其中該上流孔或該下流孔結合。

其中，該薄膜蒸餾部的底面設置有一引流結構，且該蒸餾膜片覆蓋該薄膜蒸餾部以及該引流結構。

其中，該引流結構突出設置於該薄膜蒸餾空間內，或是該引流結構孔状的穿設於該薄膜蒸餾部的底面，使得該薄膜蒸餾部形成一鏤空樣態。

其中，該引流結構為複數個穿孔或狹長狀的複數個長孔以陣列的方式突出該薄膜蒸餾部的該底面，或是該引流結構以複數個S型穿孔相互平行排列的方式於貫穿該薄膜蒸餾部的該底面。

其中，該引流結構為凸點或是桿狀凸件以陣列的方式突出該薄膜蒸餾部的該底面，或是該引流結構以複數個S型凸件相互平行排列的方式突出該薄膜蒸餾部的該底面。

進一步地，該上縱流道與該下縱流道相互斜對角的設置於該基板內。

進一步地，該薄膜蒸餾部凹設於該基板的二個該側面，二個該蒸餾膜片覆蓋於該薄膜蒸餾部的兩側。

進一步地，各該上流孔以及各該下流孔的一孔徑大小相同。

進一步地，該阻隔元件與該基板一體成形。

進一步地，該蒸餾膜片可以是以一個或多個且具有疏水性質的多孔蒸餾膜片經疊合後組成，其中該多孔蒸餾膜片的一厚度介於10至80微米之間，該多孔蒸餾膜片的一孔隙率介於30~90百分比之間，以及該多孔蒸餾膜片的一孔徑介於0.1至0.8微米之間。

進一步地，於一個或多個疊合的多孔蒸餾膜片兩側分別設置有一網布，該網布可以是一不織布，其中該網布的厚度介於0.2至1公釐之間，以及該網布的一孔徑介於1至300微米之間。

進一步地，一塑膠框將一個或多個疊合的多孔蒸餾膜片以及該網布邊緣的至少一部份以三明治結構夾合，其中該塑膠框的的一厚度介於0.2至1公釐之間。

本發明進一步地提供有一種可替換式薄膜蒸餾模組，包含至少一個該薄膜蒸餾膜板 ，其中，當有一個以上該基板相互疊合時，各該基板的二個該上流孔以及二個該下流孔分別地相互連通，使得該薄膜蒸餾模組形成二個上流道以及二個下流道，以及該阻隔元件選擇性地與其中一個該上流孔或其中一個該下流孔結合以阻擋其中一個該上流道或其中一個該下流道。

本發明所提供的該薄膜蒸餾膜板以及該薄膜蒸餾模組具備以下優勢： 1. 該薄膜蒸餾模組可以依據所需，僅抽換其中一個有或無該阻隔元件的該薄膜蒸餾膜板 ； 2. 該薄膜蒸餾部除了可以協助該液體經過該薄膜蒸餾空間的流通，也可以給於該蒸餾膜片一支撐力以防止該蒸餾膜片朝向該薄膜蒸餾空間位移而壓迫該薄膜蒸餾空間，影響該液體的流通量； 3. 該引流結構可以有效的引導較大流入量的一溶液於該薄膜蒸餾空間的流動方向，以避免該溶液因積累而壓迫該蒸餾膜片，導致該蒸餾膜片的破壞； 4. 該上縱流道與該下縱流道相互斜對角的設置，有助於確保該溶液可以完整的經過該薄膜蒸餾空間； 5. 透過該阻隔元件選擇性的設置，使得本發明提供的可替換式薄膜蒸餾模組可以針對該溶液的薄膜蒸餾要求，以決定該溶液一流動路徑以及一薄膜蒸餾時程。

本發明提供一種可替換式薄膜蒸餾模組，其應用於一薄膜蒸餾系統，並且以一薄膜蒸餾的方式，對海水、民生廢水或是工業廢水等待處理的一溶液分離並且淨化。

薄膜蒸餾是一種利用多微孔且具疏水性質的一薄膜，將兩側不同溫度的流體進行分離的技術，該薄膜的兩側利用一溫度差使得該薄膜兩側的液體產稱一蒸氣壓力差，藉由該蒸氣壓力差使得以驅動該薄膜位其中一側因高溫形成一蒸氣分子透過多微孔擴散至另一側，再於另一側冷卻後並加以收集。

請先參考圖5所示，其為本發明該可替換式薄膜蒸餾模組應用於該薄膜蒸餾系統時的系統較佳示意圖，包含一溶液槽10、一薄膜蒸餾裝置20、一廢液槽30及一淨化槽40。該溶液槽10內設置有待薄膜蒸餾之一溶液A，該溶液槽10與該薄膜蒸餾裝置20以管線連通，使得該溶液A可以經由該管線輸入至該薄膜蒸餾裝置20進行薄膜蒸餾。進一步地，該溶液A於該薄膜蒸餾系統薄膜蒸餾之次數可不限於一次，例如該溶液A薄膜蒸餾後形成一淨化液進入該淨化槽40，可以將該淨化液再一次導流至該溶液槽10中，並再一次於該薄膜蒸餾裝置20薄膜蒸餾，以達成循環式的薄膜蒸餾效果。

該薄膜蒸餾裝置20分別與該廢液槽30及該淨化槽40管線連通。該溶液A經由該薄膜蒸餾裝置20進行薄膜蒸餾淨化後形成一廢液以及一淨化液，該濃縮廢液以及該淨化液體同樣的經由該管線分別輸入至該廢液槽30及該淨化槽40中。該溶液A於薄膜蒸餾後，該濃縮廢液可以進一步的經由處理以廢料丟棄，而該淨化液則可以供以使用。

接著請參考圖1、圖3A以及圖4A，該薄膜蒸餾裝置20包含有一薄膜蒸餾模組21，該薄膜蒸餾模組21包含有至少一個薄膜蒸餾膜板 211、一蒸餾膜片213以及一阻隔元件214。該蒸餾膜片213設置於該薄膜蒸餾膜板 211其中一側面，使得該溶液A流經該薄膜蒸餾膜板 211時可以經由蒸餾膜片213淨化或蒸餾濃縮。較佳的，當有二以上該薄膜蒸餾膜板 211時，該蒸餾膜片213設置於任意二個該薄膜蒸餾膜板 211之間。

該蒸餾膜片213可以是以一個或多個且具有疏水性質的多孔蒸餾膜片經疊合後組成，其中，該多孔蒸餾膜片的材質可以是聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚醚碸（PES）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚丙烯（PP）或其組合。較佳的，該多孔蒸餾膜片的一厚度介於10至80微米（um）之間；該多孔蒸餾膜片的一孔隙率介於30~90百分比（%）之間；以及該多孔蒸餾膜片的一孔徑介於0.1至0.8微米（um）之間。

本實施例中，於一個或多個疊合的多孔蒸餾膜片兩側分別設置有一網布，以提供該多孔蒸餾膜片一支撐力，同時保護該多孔蒸餾膜片避免破壞。較佳的，該網布可以是一不織布，且該網布的材質可以是聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚醯胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚丙烯（PP）或其組合；該網布的厚度介於0.2至1公釐（mm）之間；以及該網布的一孔徑介於1至300微米（um）之間。

進一步地利用一塑膠框將一個或多個疊合的多孔蒸餾膜片以及該網布邊緣的至少一部份夾合，使得一個或多個疊合的多孔蒸餾膜片與該網布以三明治結構組合。同時的，該塑膠框提供該蒸餾膜片213一結構剛性，以避免該多孔蒸餾膜片以及該網布隨該溶液A流動而位移或是凹曲變形。

較佳的，該塑膠框的材質可以是聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚醯胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚丙烯（PP）或其組合；以及該塑膠框的的一厚度介於0.2至1 公釐（mm）之間。

該薄膜蒸餾膜板 211包含板狀的一基板212，包含二個上流孔2121、二個下流孔2122、一上縱流道2123、一下縱流道2124以及一薄膜蒸餾部2125。二個該上流孔2121間隔設置地貫穿該基板212其中一端的兩側面，二個該下流孔2122則間隔設置地貫穿該基板212另外一端的兩側面。複數個該基板212相互疊合時，各該基板212的各該上流孔2121以及各該下流孔相互連通，使得整體的該薄膜蒸餾模組21形成用以引流該溶液A或其他液體的二個上流道以及二個下流道。

較佳的，各該上流孔2121以及各該下流孔的一孔徑大小相同。

一薄膜蒸餾部2125凹設置於該基板212其中一個該側面，且該薄膜蒸餾部2125涵蓋的範圍與二個該上流孔2121以及二個該下流孔2122的位置錯開不重疊。該蒸餾膜片213於該基板212的其中一個該側面該覆蓋該薄膜蒸餾部2125，且該蒸餾膜片213與該薄膜蒸餾部2125之間構成有一薄膜蒸餾空間2126，使得該溶液A可以於薄膜蒸餾空間2126流動，如此至少一部份的該溶液A便可於薄膜蒸餾空間2126經由該蒸餾膜片213離開該薄膜蒸餾空間2126。

較佳的，該溶液A可為純水、含氨氮之廢水、鹽水、硫酸或海水，更加的該鹽水濃度介於0~22百分比之間、該硫酸濃度介於0~20百分比之間、水可為純水或含氨氮之廢水

進一步的請參考圖2A至圖2C，與上述不同處在於，該薄膜蒸餾部2125的底面設置一引流結構2127，該蒸餾膜片213於該基板212的其中一個該側面該覆蓋該薄膜蒸餾部2125以及該引流結構2127。本發明提供的其中一實施例中，該引流結構2127可突出設置於該薄膜蒸餾空間2126內，以便於引導該溶液A沿一流動方向流動。

於另一個實施例中，一薄膜蒸餾部2125凹設置於該基板的二個該側面，且該薄膜蒸餾部2125的底面穿設有一引流結構2127，使得該薄膜蒸餾部2125因該引流結構2127的設置而形成一鏤空樣態。二個該蒸餾膜片213覆蓋於該薄膜蒸餾部2125的兩側以及該引流結構2127，該溶液A便可於該薄膜蒸餾空間2126以及該引流結構2127之間流動，進而透過位置於該基板兩側的該蒸餾膜片213實現薄膜蒸餾的作用，以增加該蒸餾膜片213整體的薄膜蒸餾量。

請配合參考圖2A至圖2C所提供該引流結構2127的較佳實施例。如圖2A中該引流結構2127可為狹長狀的複數個長孔或是桿狀凸件以陣列的方式於貫穿或是突出該薄膜蒸餾部2125的該底面，圖2B中該引流結構2127則為複數個穿孔或是凸點以陣列的方式於貫穿或是突出該薄膜蒸餾部2125的該底面，而圖3B中該引流結構2127則以複數個S型穿孔或是S型凸件相互平行排列的方式於貫穿或是突出該薄膜蒸餾部2125的該底面。

透過上述結構的設置，該薄膜蒸餾部2125除了可以協助該液體經過該薄膜蒸餾空間2126的流通，也可以給於該蒸餾膜片213一支撐力以防止該蒸餾膜片213朝向該薄膜蒸餾空間2126位移而壓迫該薄膜蒸餾空間2126，影響該液體的流通量。

該上縱流道2123以及該下縱流道2124穿設於該基板212內，其中，該上縱流道2123的兩端分別連通其中一個該上流孔2121以及該薄膜蒸餾部2125的該薄膜蒸餾空間2126以及/或該引流結構2127；以及該下縱流道2124的兩端分別連通其中一個該下流孔2122以及該薄膜蒸餾部2125的該薄膜蒸餾空間2126以及/或該引流結構2127。

值得注意的地方在於，每一個該基板212中僅有一個該上流孔2121與該上縱流道2123連通，並且也僅有一個該下流孔2122與該下縱流道2124連通，如此其中一個該上流孔2121、該上縱流道2123、該薄膜蒸餾部2125、該下流孔2122以及該下縱流道2124形成連通的樣態，而另一個該上流孔2121與該下流孔2122不僅相互不連通，也同時的不與該薄膜蒸餾部2125連通。

舉例而言，當該溶液A於該上流道流動時，當經過其中一個該基板212的該上流孔2121，且該上流孔2121連通該上縱流道2123時，其中一部份的該溶液A便可以經由該上縱流道2123引導至該薄膜蒸餾空間2126，並在經由該引流結構2127引導至該下縱流道2124，接著便可以進一步的經由連通該下縱流道2124的該下流孔2122引流至該下流道中。

反之，當該溶液A於該下流道流動時，也一樣的可以依序經由該下縱流道2124、該薄膜蒸餾空間2126、該上縱流道2123以及該上流孔2121而引導至該上流道。如此，該溶液A進入該薄膜蒸餾空間2126時，便可以透過該薄膜蒸餾的原理利用該蒸餾膜片213實現薄膜蒸餾的效果。

較佳的，該上縱流道2123與該下縱流道2124相互斜對角的設置於該基板212內，如此有助於確保該溶液A可以完整的經過該薄膜蒸餾空間2126。

該阻隔元件214用以選擇性地與其中一個該基板212的其中一個該上流孔2121或該下流孔2122結合，以阻擋該溶液A流經於其中一個該基板212的其中一個該上流孔2121或其中一個該下流孔2122。舉例而言，當該阻隔元件214與其中一個該上流孔2121時，該溶液A便會因為該阻隔元件214阻擋，進而導致全部的該溶液A會經由與該上流道連通的至少一個上縱流道2123進入該薄膜蒸餾空間2126。如此，該溶液A便可以依據該阻隔元件214選擇性地設置產生不同的流動路徑於該薄膜蒸餾模組21內流動。

較佳的，以該溶液A的一流動方向為基準，該阻隔元件214設置於連通該上縱流道2123或該下縱流道2124之基板212的下一個該基板212上。如此，當該溶液A經由該阻隔元件214阻擋時，所有的該溶液A便會經由該上縱流道2123或該下縱流道2124流入該薄膜蒸餾空間2126進行薄膜蒸餾。

透過阻隔元件214選擇性的設置，使得該薄膜蒸餾模組21便可以針對該溶液A的要求薄膜蒸餾，以決定該溶液A流經該薄膜蒸餾模組21的該流動路徑以及一薄膜蒸餾時程。當該溶液A經由該阻隔元件214阻擋，進而導致所有的該溶液A皆需要該薄膜蒸餾空間2126進行薄膜蒸餾時，該溶液A整體的薄膜蒸餾時程便會相對拉長。

其中，該阻隔元件214並不限定與該基板212之間為二個部件的形式展現，該阻隔元件214也可與該基板212為一體成形的樣態。如此於製作時便可以直接將該基板212分別製作成有無該阻隔元件214之結構即可，也就是說將該基板212的其中一個該上流孔2121或其中一個該下流孔2122封閉。如此當使用時該薄膜蒸餾模組21便可以依據所需，僅抽換其中一個有或無該阻隔元件214的該基板212即可，無須擔心該阻隔元件214因體積小難以收納或是需要反覆取下該基板212以組裝該阻隔元件214的複雜程序。

值得注意的是，當所有該溶液A進入該薄膜蒸餾空間2126時，該引流結構2127便可以有效的引導較大流入量的該溶液A於該薄膜蒸餾空間2126的流動方向，以避免該溶液A因積累而壓迫該蒸餾膜片213，導致該蒸餾膜片213的破壞。

進一步的請參考圖3A至圖4B以及表1，其為本發明比較於薄膜蒸餾時，該薄膜蒸餾模組21中該阻隔元件214於使用以及未使用時，該薄膜蒸餾模組21中該溶液A的該流動路徑、一流量以及該溶液A於薄膜蒸餾後該淨化液的一產水量。其中，該薄膜蒸餾模組21於至少一個該薄膜蒸餾膜板 211的兩側分別設置有一個固定板215，用以將至少一個該薄膜蒸餾膜板 211組裝。該固定板215與薄膜蒸餾膜板 211的拆裝步驟並不限定，本實施中利用一螺桿依序套入該固定板215以及至少一個該薄膜蒸餾膜板 211，最後利用一螺栓鎖緊，即可簡易完成該薄膜蒸餾模組21的組裝。

各該固定板215為板狀，包含至少二個連接孔2151且各連接孔2151分別對應該上流道或二個該下流道。該薄膜蒸餾模組21於使用時，二個該固定板215的至少四個該連接孔2151分別作為導入該溶液槽10槽中的該溶液、導入一冷凝液B、導出該冷凝液B以及導出該溶液經由薄膜蒸餾而剩餘之該廢液。

比較例

首先，以該薄膜蒸餾模組21中設置有以二個單側薄膜蒸餾膜板 211D作為一比較例，用以作為該薄膜蒸餾模組21後續各實驗組的比對數據。其中，二個該單側薄膜蒸餾膜板 211D僅只有其中一面設置有該薄膜蒸餾部2125，二個該單側薄膜蒸餾膜板 211D以該薄膜蒸餾部2125對應設置，並且與其之間放置有一個該蒸餾膜片213。待薄膜蒸餾之該溶液A的總體積為10公升 L，且溫度維持攝氏60至65度之間，該溶液A為純水於其中一側的該固定板215導入其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D之該上流道，並且經由其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D該上縱流道2123進入該薄膜蒸餾部2125，最後由該下流孔2122於其中一個該下流道往另一側的該單側薄膜蒸餾膜板 211D以及該固定板215導出。該冷凝液B為溫度約攝氏28度的純水，則是於其中一側的該固定板215導入另一個該上流道，並直接往另一側的該固定板215導出。表1中可知，由於該蒸餾膜片213數量為1，使得比較例中該溶液A之流量為每分鐘0.75公升（L/min），直至該溶液A分離完畢的一薄膜蒸餾時間為 4 小時，經由多次重覆試驗後並且測量蒸餾過程中所產生該淨化液的該產水量介於140至190毫升（mL）之間。

實施例 1

請配合參考圖3A以及3B，該溶液A的總體積、溫度以及該溶液A與該冷凝液B導入該薄膜蒸餾模組21的位置皆與該比較例相同。

其中，該薄膜蒸餾膜板 211的數量為5，且二個該單側薄膜蒸餾膜板 211D分別為至於最外兩側，並且以該薄膜蒸餾部2125對應設置。二個該單側薄膜蒸餾膜板 211D之間依據該流動方向的依序設置第一薄膜蒸餾膜板 211A、第二薄膜蒸餾膜板 211B以及第三薄膜蒸餾膜板 211C，其中，各該蒸餾膜片213上皆無裝設有該阻隔元件214，且四個該蒸餾膜片213分別設置於各該薄膜蒸餾膜板 211兩兩之間。

其中，相鄰的各該蒸餾膜片中的各該上縱流道2123交錯設置，也就是說該第一薄膜蒸餾膜板 211A的其中一個該上流孔2121連通該上縱流道2123時，第二薄膜蒸餾膜板 211B的該上縱流道2123便以連通該第二薄膜蒸餾膜板 211B另一個該上流孔2121的型態設置。

其中，相鄰的各該蒸餾膜片中該下縱流道2124不與上一個該蒸餾膜片的該下縱流道2124連通，也就是說該第一薄膜蒸餾膜板 211A的其中一個該下流孔2122連通該下縱流道2124時，第二薄膜蒸餾膜板 211B的該下縱流道2124便以連通該第二薄膜蒸餾膜板 211B另一個該下流孔2122的型態設置。

如此，當該溶液A於其中一側的該固定板215導入其中一個該上流道時，至少一部份的該溶液A便會在經過其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D時，由該上縱流道2123進入該薄膜蒸餾部2125，最後由該下流孔2122於其中一個該下流道往該第二薄膜蒸餾膜板 211B流動。而另一部份的該溶液A則是直接進入該第一薄膜蒸餾膜板 211A，此時，進入該第一薄膜蒸餾膜板 211A該溶液A不會往該薄膜蒸餾部2125流動，而是直接進入而該第二薄膜蒸餾膜板 211B。

由於該第二薄膜蒸餾膜板 211B該上縱流道2123與該第三薄膜蒸餾膜板 211C該上縱流道2123的配置關係與其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D以及該第一薄膜蒸餾膜板 211A的配置關係相同，而該第三薄膜蒸餾膜板 211C該上縱流道2123與另一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D的配置關係相同，該溶液A後續的流動路徑在此便不再贅述。

另一方面，該冷凝液B則是於其中一側的該固定板215導入另一個該上流道，且該溶液A不會於其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D往該薄膜蒸餾部2125流動，而是直接進入該第一薄膜蒸餾膜板 211A，當至少一部份的該溶液A經過時該第一薄膜蒸餾膜板 211A時便會經由該上縱流道2123進入該薄膜蒸餾部2125，最後由該下流孔2122於其中一個該下流道往該第二薄膜蒸餾膜板 211B流動。同樣的，由於後續各該薄膜蒸餾膜板的配置關係皆與前述相同，該冷凝液B後續的流動路徑在此便不再贅述。

透過上述各該薄膜蒸餾膜板211間各該上縱流道2123以及各該下縱流道2124交錯設置的配置關係，使得該溶液A以及該冷凝液B可以各自獨立的該流動路徑於該薄膜蒸餾模組21中流動，透過該溶液A以及該冷凝液B溫度之調控，便可以該溶液A以及該冷凝液B分別流經相鄰的二個該薄膜蒸餾部2125時產生溫度差異，進而實現該溶液A蒸餾後經由該蒸餾膜片213離開該薄膜蒸餾空間2126，達到過濾或是濃縮之作用。

表1中可知，由於該蒸餾膜片213數量為4，且該實施例1中該溶液A為多方向的流動，整體流速呈現每分鐘3公升（L/min），直至該溶液A薄膜蒸餾完畢的該薄膜蒸餾時間為1 小時，經由多次重覆試驗並且測量該淨化液的該產水量介於400至430毫升（mL）之間。

由結果可知，多個該蒸餾膜片213組裝且沒有設置該阻隔元件214的條件下，實施例1的該薄膜蒸餾時間不僅明顯短於該比較例，且該產水量約為該比較例的2至3倍，整體的該薄膜蒸餾時間較短且該流動路徑較短，適用於可一次負荷較大量體積的該薄膜蒸餾系統，如:一般工業廢水薄膜蒸餾或民生廢水薄膜蒸餾。

實施例 2

請配合參考圖4A以及4B，該溶液A同樣為純水，且該溶液A的總體積、溫度以及該溶液A與該冷凝液B導入該薄膜蒸餾模組21的位置皆與該比較例以及該實施例 1 相同。

其中，該薄膜蒸餾膜板 211的數量為5，且二個該單側薄膜蒸餾膜板 211D分別為至於最外兩側，並且以該薄膜蒸餾部2125對應設置。二個該單側薄膜蒸餾膜板 211D之間，依據該流動方向的依序分別為第一薄膜蒸餾膜板 211A、第二薄膜蒸餾膜板 211B以及第三薄膜蒸餾膜板 211C。相鄰的各該蒸餾膜片中的各該上縱流道2123以及該下縱流道2124的位置與該實施例1皆相同，在此便不再贅述，與前一實施例不同處在於，對應至該溶液A的該流動路徑裝設有至少一個該阻隔元件214，

本實施例中，二個該阻隔元件214分別設置於該第一薄膜蒸餾膜板 211A的該其中一個該上流孔2121中以及該第三薄膜蒸餾膜板 211C的其中一個該下流孔2121。當該溶液A於其中一側的該固定板215導入其中一個該上流道時，由於該阻隔元件214的設置，使得全部的該溶液A在經過其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D時，必須由該上縱流道2123進入該薄膜蒸餾部2125，並且於該下流孔2122於其中一個該下流道往該第一薄膜蒸餾膜板 211A以及該第二薄膜蒸餾膜板 211B流動。同樣的，由於該第三薄膜蒸餾膜板 211C對應該溶液A的該流動路徑設置有該阻隔元件214，使得該溶液A在經過該第二薄膜蒸餾膜板 211B時，必須由該下縱流道2124進入該薄膜蒸餾部2125，並且於該上流孔2121流動。

另一方面，該冷凝液B的該流動路徑因為未受阻隔元件214的影響，因此該冷凝液B的該流動路徑與前述該實施例1相同，在此便不再贅述。

表1中可知，雖然該蒸餾膜片213數量同樣為4，但由於該薄膜蒸餾膜板 211上各該阻隔元件214的設置，使得實施例2中該溶液A呈現單一路徑的形式流動，使得該實施例2的流量為每分鐘3公升（L/min），直至該溶液A薄膜蒸餾完畢的一薄膜蒸餾時間為1小時，經由多次重覆試驗並且測量該淨化液的該產水量介於590至630毫升（mL）之間。

由結果可知，多個該蒸餾膜片213組裝且設置該阻隔元件214的條件下，實施例2的該過濾時間與比較例同樣雖為4小時，但該產水量為該比較例的3至4倍，整體的該過濾時間以及該流動路徑皆較長但該產水量高，適用於須高潔淨度過濾的該過濾系統，如:重金屬過濾或化工藥品過濾。

實施例3

請配合參考圖4A以及4B，該溶液A的總體積、溫度以及該溶液A與該冷凝液B導入該薄膜蒸餾模組21的位置皆與前述各實施例相同。且本實施例中，各該薄膜蒸餾膜板 211、該蒸餾膜片213以及該阻隔元件214的數量以及設置位置也與該實施例2相同，在此便不再贅述。其中，本實施例與該實施例2不同處在於，該溶液A為一硫酸，且該硫酸濃度為5%。

由於該阻隔元件214的設置，使得全部的該溶液A在經過其中一個該單側薄膜蒸餾膜板 211D時，必須由該上縱流道2123進入該薄膜蒸餾部2125，並且於該下流孔2122於其中一個該下流道往該第一薄膜蒸餾膜板 211A以及該第二薄膜蒸餾膜板 211B流動。同樣的，由於該第三薄膜蒸餾膜板 211C對應該溶液A的該流動路徑設置有該阻隔元件214，使得該溶液A在經過該第二薄膜蒸餾膜板 211B時，必須由該下縱流道2124進入該薄膜蒸餾部2125，並且於該上流孔2121流動。

另一方面，該冷凝液B的該流動路徑因為未受阻隔元件214的影響，因此該冷凝液B的該流動路徑與前述該實施例1相同，在此便不再贅述。

表1中可知，由於實施例3中的流量為每分鐘0.75公升（L/min），且該溶液A薄膜蒸餾完畢的該薄膜蒸餾時間為4小時，經由多次重覆試驗並且測量該淨化液的該產水量介於590至630毫升（mL）之間。值得注意的是，該溶液A的濃度由5%提高至20%。可以知道本發明所提供之可替換式薄膜蒸餾模組可以達到良好的薄膜蒸餾效果

表1.

	比較例	實施例1	實施例2	實施例3
蒸餾膜片數量	1	4	4	4
阻隔元件	無	無	有，2個	有，2個
溶液A種類	純水	純水	純水	硫酸
蒸餾膜片時間(H)	4	1	4	4
該溶液A溫度 ℃	60至90	60至90	60至90	60至90
該溶液A量 (L)	10	10	10	10
流速(L/min)	0.75	3	0.75	0.75
該溶液A產水量(mL)	160至220	400至430	590至630	590至630

進一步地，本發明另外提供有一實施例4，以本案比較例作為條件的進行過濾，與前述各實施例不同之處再於，該溶液為內含一固形量約40%之液體，以測試本發明所提供之該蒸餾膜片213於應用時的過濾效果。

經由多次進行薄膜蒸餾試驗後，該過濾時間約為5小時，且該淨化液的該產水量介於40~100毫升（mL）之間。其中，該冷凝液B的一導電度值於開始前為3.6 μS/cm，而完成後為5.7 μS/cm，表示該薄膜蒸餾模組21於過濾後可以維持水質的穩定性。

10:溶液槽 20:過濾裝置 21:薄膜蒸餾模組 211:薄膜蒸餾膜板 211A:第一薄膜蒸餾膜板 211B:第二薄膜蒸餾膜板 211C:第三薄膜蒸餾膜板 212:基板 2121:上流孔 2122:下流孔 2123:上縱流道 2134:下縱流道 2125:薄膜蒸餾部 2126:薄膜蒸餾空間 2127:引流結構 213:蒸餾膜片 214:阻隔元件 215:固定板 2151:連接孔 30:廢液槽 40:淨化槽 A:溶液 B:冷凝液

圖1為本發明較佳實施例分解示意圖 圖2A為本發明第一較佳實施例結構示意圖 圖2B為本發明第二較佳實施例結構示意圖 圖2C為本發明第三較佳實施例結構示意圖 圖3A為本發明組裝第一較佳實施例示意圖 圖3B為本發明組裝第一較佳實施例流動路徑示意圖 圖4A為本發明組裝第二較佳實施例示意圖 圖4B為本發明組裝第二較佳實施例流動路徑示意圖 圖5為本發明使用時系統較佳實施例示意圖

21:薄膜蒸餾模組

211:薄膜蒸餾膜板

212:基板

2121:上流孔

2122:下流孔

2123:上縱流道

2134:下縱流道

2125:薄膜蒸餾部

2126:薄膜蒸餾空間

2127:引流結構

213:蒸餾膜片

214:阻隔元件

Claims (10)

1. 一種薄膜蒸餾膜板 ，包含： 一基板為板狀，二個上流孔間隔設置地貫穿該基板其中一端的兩側面，二個下流孔間隔設置地貫穿該基板另外一端的兩側面； 一薄膜蒸餾部凹設置於該基板其中一側面，且該薄膜蒸餾部涵蓋的範圍與該上流孔以及二個該下流孔錯開； 一上縱流道穿設於該基板內，且該上縱流道的兩端分別連通其中一個該上流孔以及該薄膜蒸餾空間； 一下縱流道穿設於該基板內，且該下縱流道的兩端分別連通其中一個該下流孔以及該薄膜蒸餾空間；以及 一阻隔元件選擇性地與其中該上流孔或該下流孔結合。
2. 如請求項1所述之薄膜蒸餾膜板 ，該引流結構孔状的穿設於該薄膜蒸餾部的底面，使得該薄膜蒸餾部形成一鏤空樣態，其中： 該引流結構為複數個穿孔或狹長狀的複數個長孔以陣列的方式突出該薄膜蒸餾部的該底面，或是 該引流結構以複數個S型穿孔相互平行排列的方式於貫穿該薄膜蒸餾部的該底面。
3. 如請求項1所述之薄膜蒸餾膜板 ，該引流結構突出設置於該薄膜蒸餾空間內，其中： 該引流結構為凸點或是桿狀凸件以陣列的方式突出該薄膜蒸餾部的該底面，或是 該引流結構以複數個S型凸件相互平行排列的方式突出該薄膜蒸餾部的該底面。
4. 如請求項1至3任一項所述之薄膜蒸餾膜板 ，該上縱流道與該下縱流道相互斜對角的設置於該基板內。
5. 如請求項1至3任一項所述之薄膜蒸餾膜板 ，該薄膜蒸餾部凹設於該基板的二個該側面。
6. 如請求項1至3任一項所述之過濾膜板，各該上流孔以及各該下流孔的一孔徑大小相同。
7. 如請求項1至3任一項所述之薄膜蒸餾膜板，一蒸餾膜片覆蓋該薄膜蒸餾部，並且與該薄膜蒸餾部之間構成有一薄膜蒸餾空間，一溶液流經該薄膜蒸餾空間時，至少一部份該溶液經由蒸餾膜片離開該薄膜蒸餾空間，該溶液可為純水、含氨氮之廢水、鹽水、硫酸或海水；其中，該鹽水濃度介於0~22百分比之間、該硫酸濃度介於0~20百分比之間。
8. 如請求項1至3任一項所述之薄膜蒸餾膜板 ，該阻隔元件與該基板一體成形。
9. 如請求項1至3任一項所述之薄膜蒸餾膜板，一蒸餾膜片覆蓋該薄膜蒸餾部，並且與該薄膜蒸餾部之間構成有一薄膜蒸餾空間，該蒸餾膜片包含： 一個或多個多孔蒸餾膜片疊合，該多孔蒸餾膜片的材質可以是聚苯乙烯、聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚醚碸、聚四氟乙烯或聚丙烯或其組合，其中： 該多孔蒸餾膜片的一厚度介於10至80微米之間； 該多孔蒸餾膜片的一孔隙率介於30~90百分比之間；以及 該多孔蒸餾膜片的一孔徑介於0.1至0.8微米之間； 一網布，分別設置於該多孔蒸餾膜片兩側，該網布的材質可以是聚苯乙烯、聚乙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚四氟乙烯或聚丙烯或其組合，其中： 該網布的厚度介於0.2至1公釐之間；以及 該網布的一孔徑介於1至300微米之間；以及 一塑膠框以三明治結構夾合將該多孔蒸餾膜片以及該網布邊緣的至少一部份，該塑膠框的材質可以是聚苯乙烯、聚乙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚四氟乙烯或聚丙烯或其組合，其中，該塑膠框的的一厚度介於0.2至1公釐之間。
10. 一種可替換式薄膜蒸餾模組，包含至少一個由請求項1至9所述之薄膜蒸餾膜板 ，其中： 當有一個以上該基板相互疊合時，各該基板的二個該上流孔以及二個該下流孔分別地相互連通，使得該薄膜蒸餾模組形成二個上流道以及二個下流道；以及 該阻隔元件選擇性地與其中一個該上流孔或其中一個該下流孔結合以阻擋其中一個該上流道或其中一個該下流道。