过滤用膜模块的制作方法

本发明涉及一种过滤装置，特别是一种用于过滤生物反应槽中的固体物的膜模块。

背景技术：

膜生物反应器(Membrane Bioreactors,MBR)为目前污水处理的常用装置之一，其主要包含生物反应槽以及沉浸在生物反应槽中的膜模块。当污水进入生物反应槽中，生物反应槽中的微生物可分解污水中的有机物，而膜模块的多孔性中空膜丝可将生物反应槽中的固体物阻挡在膜模块的膜丝外，并供液体从膜丝表面的微孔渗透入膜丝中而被滤净。最后，膜丝内的滤净液体可流至汲水管内，以回收再利用。

在长期使用后，被阻挡在膜丝外的固体物会沉积在膜丝表面而结垢，导致阻塞膜丝的微孔，使得液体难以进入膜丝中，因而降低过滤效率，并减少滤净液体的产量。虽然部分厂商会在生物反应槽中设置曝气管，以对膜丝曝气，而使固体物脱离膜丝表面。

具体来说，多孔性中空膜丝的的上、下两端部是分别固定在上、下两框体，而曝气管位于下框体周围，以利于喷出的气体能够在由下往上移动的过程中，带走膜丝表面上的沉积物。

然而，由于曝气管位于下框体周围，故在曝气过程中，膜丝下端部的摆动幅度明显高于膜丝上端部的摆动幅度。因此，即使对多孔性中空膜丝进行曝气，膜丝上端部周围的沉积物仍不易脱落，使得膜模块在长时间使用下，膜丝上端部周围的表面容易结垢，导致过滤效率衰退。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于有效降低多孔性中空膜丝表面的结垢现象，进而提升膜模块在长期使用后的过滤效率，以增加滤净液体的产量。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种过滤用膜模块包含底座、至少一个支撑件以及多个多孔性中空膜丝。底座包含汲液流道。支撑件与底座相分隔。多孔性中空膜丝吊挂在支撑件上，且多孔性中空膜丝相对支撑件是可移动的。每个多孔性中空膜丝具有相对的两个末端口，位于底座的汲液流道中。

根据本发明的一个或多个实施方式中，支撑件的数量为多个。所述支撑件共同支撑所述多孔性中空膜丝，且所述支撑件是互相分隔的。

根据本发明的一个或多个实施方式中，支撑件包含圆周面。多孔性中空膜丝是部分地覆盖在圆周面上，且所述多孔性中空膜丝是能够在圆周面上滑动的。

根据本发明的一个或多个实施方式中，支撑件具有长度方向。多孔性中空膜丝是沿着长度方向所排列的。

根据本发明的一个或多个实施方式中，底座还包含多个曝气孔。曝气孔与汲液流道相分隔，且所述曝气孔是沿着支撑件的长度方向所排列的。

根据本发明的一个或多个实施方式中，底座还包含多个曝气管。曝气管是朝支撑件凸出并与汲液流道相分隔。所述曝气管是沿着长度方向所排列的。

根据本发明的一个或多个实施方式中，过滤用膜模块还包含第一连接件。底座与支撑件是连接在第一连接件的同侧。

根据本发明的一个或多个实施方式中，底座还包含多个曝气孔以及气道。气道连通曝气孔，且汲液流道与气道相分隔。第一连接件包含气体输入口以及气体输入通道。气体输入通道是连通在气体输入口与气道之间，气体输入口是外露的。

根据本发明的一个或多个实施方式中，过滤用膜模块还包含第二连接件。 底座与支撑件是连接在第一连接件与第二连接件之间。

根据本发明的一个或多个实施方式中，第二连接件包含液体输出通道以及液体输出口。液体输出通道是连通在汲液流道与液体输出口之间，液体输出口是外露的。

根据上述实施方式中，由于多孔性中空膜丝是能够移动地吊挂在支撑件上，而非固定在支撑件上，故在曝气时，可提升位于支撑件周围的部分多孔性中空膜丝的摆动幅度，从而有效降低多孔性中空膜丝表面的结垢现象，进而提升膜模块在长期使用后的过滤效率，以增加滤净液体的产量。

以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1绘示依据本发明的实施方式的过滤用膜模块的立体图；

图2绘示图1所示的过滤用膜模块的正视图；

图3绘示图2所示的过滤用膜模块沿着A-A’线的剖面图；

图4绘示依据本发明另一实施方式的过滤用膜模块的立体图；

图5绘示图4所示的过滤用膜模块的俯视图；

图6绘示依据本发明另一实施方式的过滤用膜模块的正视图；以及

图7绘示图6所示的底座的局部俯视图。

具体实施方式

以下将以图式公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用 以限制本发明。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。

图1绘示依据本发明一实施方式的过滤用膜模块的立体图。图2绘示图1所示的过滤用膜模块的正视图。如图1及图2所示，在本实施方式中，过滤用膜模块包含底座100、支撑件200以及多孔性中空膜丝300。支撑件200与底座100相分隔。换句话说，支撑件200与底座100相隔一间距且两者互不接触。多孔性中空膜丝300是吊挂在支撑件200上，且多孔性中空膜丝300的相对两端是固定在底座100。如此一来，在曝气过程中，由于多孔性中空膜丝300是能够移动地吊挂在支撑件200上，而非固定在支撑件200上，故可提升位于支撑件200周围的部分多孔性中空膜丝300的摆动幅度，从而有效降低支撑件200周围的多孔性中空膜丝300表面的结垢现象，进而提升过滤用膜模块在长期使用后的过滤效率，以增加滤净液体的产量。

在部分实施方式中，如图1所示，支撑件200包含圆周面210。多孔性中空膜丝300是部分地覆盖在圆周面210上，且多孔性中空膜丝300是能够在圆周面210上滑动的。举例来说，支撑件200可为圆杆而具有圆周面210。多孔性中空膜丝300的中间区段可放置在圆周面210上，而多孔性中空膜丝300的左、右两区段可随着重力下垂并固定在底座100。因此，多孔性中空膜丝300可覆盖在圆周面210上，且不与圆周面210相固定，而能够在圆周面210上滑动。如此一来，在曝气的过程中，多孔性中空膜丝300可在支撑件200的圆周面210上自由地摆动，以降低圆周面210周围的部分多孔性中空膜丝300的结垢现象。此外，由于多孔性中空膜丝300是在圆周面210上滑动，而在非有棱角的外周面(如角柱体的外周面)上滑动，因此在滑动时不易受损。

为了收集过滤后的滤净液体，在本实施方式中，如图2所示，底座100包含汲液流道122在其中，以收集多孔性中空膜丝300中的滤净液体。举例来说，多孔性中空膜丝300是部分地位于汲液流道122中。汲液流道122可施加负压，以抽出多孔性中空膜丝300中的滤净液体。进一步来说，当底座100与多孔性中空膜丝300共同沉浸在生物反应槽(未示在图中)中时，生物反 应槽中的液体会从多孔性中空膜丝300表面的微孔渗入多孔性中空膜丝300中。由于多孔性中空膜丝300是部分地位于汲液流道122中，故当汲液流道122被施加负压时(例如连接至抽水泵时)，多孔性中空膜丝300中的滤净液体会被抽至汲液流道122中，以回收此滤净液体。

图3绘示图2所示的过滤用膜模块沿着A-A’线的剖面图。如图3所示，多孔性中空膜丝300具有相对的两个末端口310。多孔性中空膜丝300可以弯曲的形式吊挂在支撑件200上(如图1所示)，使得其相对的两个末端口310均位于汲液流道122中。如此一来，多孔性中空膜丝300中的滤净液体可通过这两个末端口310，而进入汲液流道122中，以利回收滤净液体。

在部分实施方式中，如图2所示，底座100具有曝气孔112以及气道114。气道114连通曝气孔112，曝气孔112是外露的。因此，气道114中的气体可通过曝气孔112向外喷出，而对多孔性中空膜丝300进行曝气。值得一提的是，虽然多孔性中空膜丝300的两个末端口310均固定在底座100(如图3所示)，但由于底座100具有曝气孔112，故可直接对固定在底座100上的多孔性中空膜丝300的末端区段进行曝气，从而增加末端区段的摆动幅度，以降低多孔性中空膜丝300表面的结垢现象。

应了解到，在图2所示的实施方式中，虽然仅绘示出单一气道114以及单一排曝气孔112，但本发明的气道114的数量以及曝气孔112的排数并不以此为限。换句话说，在其他实施方式中，底座100也可具有多条气道114以及多排曝气孔112。

在部分实施方式中，如图3所示，气道114与汲液流道122相分隔，如此不仅可防止滤净液体进入气道114中，还可防止气道114中的气体进入汲液流道122中。举例来说，在部分实施方式中，如图3所示，底座100可包含相互毗邻的气体管110以及液体管120。气体管110可包含气道壁111。气道壁111定义气道114。换句话说，气道壁111围绕着气道114。液体管120可包含流道壁121。流道壁121定义汲液流道122。换句话说，流道壁121围绕着汲液流道122。部分气道壁111与部分流道壁121是位于气道114与汲液 流道122之间，而隔开气道114与汲液流道122。如此一来，气道114与汲液流道122可相分隔，以防止气道114中的气体与汲液流道122中的滤净液体互相混和。

在部分实施方式中，如图3所示，气体管110具有外壁113。外壁113与气道壁111是相对的。换句话说，外壁113是朝外，而气道壁111是朝内的。曝气孔112具有孔壁116。孔壁116连接气道壁111与外壁113，使得曝气孔112贯穿气道壁111与外壁113。如此一来，气道114内的气体可借由曝气孔112流动至外壁113外的环境中(如生物反应槽中)，而流动至生物反应槽中的气体可向上浮起，而吹拂上方的多孔性中空膜丝300。

在部分实施方式中，如图2所示，多孔性中空膜丝300是彼此分离的。如此一来，多孔性中空膜丝300的整体外周面均可受到来自曝气孔112的气体的清洗，以利气体带走沉积在多孔性中空膜丝300的任意位置上的固体物。

在部分实施方式中，如图3所示，底座100具有固定胶130。固定胶130是粘着在液体管120内，多孔性中空膜丝300可固定在固定胶130，以免松动而脱离底座100外。多孔性中空膜丝300的末端口310是凸出在固定胶130外而伸入汲液流道122中，以利于滤净液体流动至汲液流道122中。

在部分实施方式中，如图1所示，支撑件200具有长度方向L。多个多孔性中空膜丝300是沿着支撑件200的长度方向L所排列的。另外，多个曝气孔112也是沿着支撑件200的长度方向L所排列的。换句话说，多孔性中空膜丝300的排列方向与曝气孔112的排列方向是平行的，使得多孔性中空膜丝300均可被均匀地曝气。

在部分实施方式中，如图2所示，过滤用膜模块还可包含第一连接件400。底座100与支撑件200是连接在第一连接件400的同侧。具体来说，底座100与支撑件200是分别连接在第一连接件400的同一表面上的不同位置。举例来说，底座100、支撑件200与第一连接件400均可为杆状物，底座100可连接在第一连接件400侧面的下方区域，而支撑件200可连接在第一连接件400 侧面的上方区域，使得这三个杆状物共同构成ㄈ字形结构。由于底座100与支撑件200是分别连接在第一连接件400的同一表面上的不同位置，故底座100与支撑件200可相分隔，从而利于吊挂多孔性中空膜丝300。

在部分实施方式中，如图2所示，第一连接件400具有气体输入口410以及气体输入通道420。气体输入通道420是连通在气体输入口410以及气道114之间。如此一来，当气体输入口410连接供气装置(未示在图中)时，供气装置所提供的气体可通过气体输入口410以及气体输入通道420，而输送至气道114。

在部分实施方式中，如图2所示，气体输入通道420是位于第一连接件400内，而气体输入口410是外露的，而位于第一连接件400外，这样利于连接供气装置(未示在图中)。在部分实施方式中，气体输入通道420的长度方向与气道114的长度方向可大致上垂直，而共同形成L形通道。

在部分实施方式中，如图2所示，过滤用膜模块还包含第二连接件500。底座100与支撑件200是连接在第一连接件400与第二连接件500之间。举例来说，底座100、支撑件200、第一连接件400与第二连接件500均可为杆状物，底座100可连接在第一连接件400侧面的下方区域与第二连接件500侧面的下方区域之间，而支撑件200可连接在第一连接件400侧面的上方区域与第二连接件500侧面的上方区域之间，使得这四个杆状物共同构成口字形结构。由于底座100是连接在第一连接件400的下方区域与第二连接件500的下方区域之间，且支撑件200是连接在第一连接件400的上方区域与第二连接件500的上方区域之间，故底座100与支撑件200可相分隔，从而利于吊挂多孔性中空膜丝300。

在部分实施方式中，如图2所示，第二连接件500具有液体输出口510以及液体输出通道520。液体输出通道520是连通在汲液流道122以及液体输出口510之间。如此一来，当液体输出口510连接抽水泵(未示在图中)时，汲液流道122中的滤净液体可经由液体输出通道520流动至液体输出口510，从而利于收集滤净液体。在部分实施方式中，如图2所示，液体输出口510是 外露的，而位于第二连接件500外，这样利于连接抽水泵(未示在图中)。由于气体输入通道420与液体输出通道520是分别位于相分隔的第一连接件400与第二连接件500内，故可避免互相影响。

图4绘示依据本发明另一实施方式的过滤用膜模块的立体图。图5绘示图4所示的过滤用膜模块的俯视图。如图4及图5所示，本实施方式与前述实施方式之间的主要差异在于：在本实施方式中，支撑件200a的数量为多个，这些支撑件200a共同支撑多孔性中空膜丝300。具体来说，每个多孔性中空膜丝300均横跨这些支撑件200a而吊挂在这些支撑件200a上。如图5所示，支撑件200a的数量可为两个，这两个支撑件200a是互相分隔的，而定义间隙G在两者之间。

如此一来，在曝气过程中，气体可从两支撑件200a之间的间隙G通过而吹拂间隙G上方的多孔性中空膜丝300，从而增加支撑件200a上方的多孔性中空膜丝300的摆动幅度，以进一步降低多孔性中空膜丝300的结垢现象。

下表是以图4所示的过滤用膜模块与传统过滤用膜模块的过滤液体通量比较表，其中在下表所采用的传统过滤用膜模块中，多孔性中空膜丝的上、下两端是分别固定在上、下两框体，而非吊挂在支撑件上。

由上表可知，图4所示的过滤用膜模块在使用第11天后，其过滤通量与初始过滤通量的比例为65.96％。换句话说，在使用11天后，图4所示的过滤用膜模块的过滤通量衰退了34.04％。然而，传统过滤用膜模块在使用第11天后，其过滤通量与初始过滤通量的比例为53.93％。换句话说，在使用11天后，传统过滤用膜模块的过滤通量衰退了46.07％，高于前述的34.04％。由此可证实，图4所示的过滤用膜模块的过滤通量比较不易衰退。换句话说，本实施方式所示的过滤用膜模块在长期使用后的过滤效率可有效地提升，从而增加滤净液体的产量。

图6绘示依据本发明另一实施方式的过滤用膜模块的正视图。如图6所示，本实施方式与前述实施方式之间的主要差异在于：底座100a还包含曝气管118a。曝气管118a朝支撑件200凸出。换句话说，曝气管118a是从底座100a朝向多孔性中空膜丝300及支撑件200凸出。曝气孔112a是位于曝气管118a的末端。如此一来，曝气孔112a可直接朝向多孔性中空膜丝300喷气，从而增加多孔性中空膜丝300的摆动幅度。

图7绘示图6所示的底座100a的局部俯视图。如图7所示，在部分实施 方式中，气道114a是位于曝气管118a下方，汲液流道122a是位于多孔性中空膜丝300下方，而多孔性中空膜丝300可位于曝气管118a之间，如此可利于气道114a与汲液流道122a相分隔，以免气道114a中的气体与汲液流道122a中的滤净液体相混和。换句话说，在部分实施方式中，气道114a可位于汲液流道122a的相对两侧。

虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。