过滤用膜模块的制作方法

本发明涉及一种过滤装置，且特别涉及一种用于过滤生物反应槽中的固体物的过滤用膜模块。

背景技术：

膜生物反应器(membranebioreactors,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于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于上、下两框体，而曝气管位于下框体周遭，以利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，这样的曝气效果依然有限，使得膜模块在长时间使用下，过滤效率的衰退幅度仍会大幅衰退。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种过滤用膜模块，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中空结构、至少一条多孔性中空膜丝以及至少一个曝气管。中空结构具有汲液流道。多孔性中空膜丝具有相对两端口以及连接两端口的多孔挠性管。两端口位于中空结构中并连通汲液流道。多孔挠性管具有最远离中空结构的最低区段。最低区段是可相对中空结构移动的。曝气管用以朝多孔性中空膜丝曝气。

在本发明的一个或多个实施方式中，过滤用膜模块还包含框体。多孔性中空膜丝是部分地位于中空结构与框体之间。框体具有朝向中空结构的开口。曝气管容置于框体内并被开口所暴露。

在本发明的一个或多个实施方式中，多孔挠性管是部分地位于框体内。

在本发明的一个或多个实施方式中，过滤用膜模块还包含连接结构。连接结构连接并隔开中空结构与框体。连接结构具有气体输送通道。气体输送通道连通曝气管。

在本发明的一个或多个实施方式中，中空结构具有进气口。进气口与汲液流道相分隔，且进气口连通气体输送通道。

在本发明的一个或多个实施方式中，过滤用膜模块还包含限位结构。多孔挠性管的最低区段是顺着限位结构折弯的。

在本发明的一个或多个实施方式中，限位结构与中空结构是沿着一排列方向排列。限位结构阻挡多孔挠性管的最低区段沿着排列方向移动。

在本发明的一个或多个实施方式中，限位结构具有长度方向。多孔挠性管的最低区段是可沿着长度方向移动的。

在本发明的一个或多个实施方式中，限位结构具有周面。多孔挠性管的最低区段是顺着周面折弯并可在周面上移动。

在本发明的一个或多个实施方式中，过滤用膜模块还包含框体。限位结 构与曝气管是容置于框体内。

在上述实施方式中，由于多孔性中空膜丝的两端口均是位于中空结构中，使得其最低区段可下垂并相对中空结构移动，如此一来，当曝气管朝向多孔性中空膜丝喷出气体时，多孔性中空膜丝的最低区段可有效地摆动，以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。

以上所述仅是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剖面图；以及

图3绘示图1所示的过滤用膜模块不具有多孔性中空膜丝的立体图。

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，一些现有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剖面图。如图1及图2所示，过滤用膜模块包含中空 结构100、多孔性中空膜丝200以及曝气管300。多孔性中空膜丝200具有相对两端口210、220以及多孔挠性管230。多孔挠性管230连接此两端口210与220。端口210及220均是位于中空结构100中。多孔挠性管230具有最低区段231。最低区段231为多孔挠性管230上最远离中空结构100的区段。多孔挠性管230的最低区段231是可相对中空结构100移动的。曝气管300具有曝气孔310在其表面，以朝多孔性中空膜丝200曝气，而带走沉积于多孔性中空膜丝200上的沉积物。

进一步来说，在部分实施方式中，两端口210与220的水平高度(也即，海拔高度或位置高度)是高于多孔性中空膜丝200的其他部位的水平高度，所以多孔挠性管230会随着重力下垂，而由于下垂的多孔挠性管230的最低区段231是不固定的，而可相对中空结构100摆动。因此，当曝气管300朝向多孔性中空膜丝200喷出气体时，多孔挠性管230的最低区段231可有效地摆动，以降低多孔性中空膜丝200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。

在部分实施方式中，如图1及图2所示，中空结构100包含汲液流道101于其中，以收集多孔性中空膜丝200中的滤净液体。进一步来说，多孔性中空膜丝200的相对两端口210及220连通汲液流道101。汲液流道101可施加负压，以抽出多孔性中空膜丝200中的滤净液体。

举例来说，多孔挠性管230的表面开设有多个微孔(未示于图中)。这些微孔的尺寸是足够小到让微孔可阻挡掺杂于液体中的固态杂质，并允许液体通过微孔而进入多孔性中空膜丝200中，以实现过滤的效果。当多孔性中空膜丝200沉浸在生物反应槽(未示于图中)中时，生物反应槽中的液体会从多孔挠性管230表面的微孔渗入多孔挠性管230中而被滤净。由于多孔性中空膜丝200的相对两端口210与220均连通汲液流道101，所以当汲液流道101被施加负压时(例如连接至抽水泵时)，多孔挠性管230中的滤净液体会被抽至汲液流道101中，以回收此滤净液体。

在部分实施方式中，如图2所示，多孔性中空膜丝200的相对两端口210 与220均是固定于中空结构100中，以防止脱离中空结构100，而确保多孔挠性管230中的滤净液体可进入中空结构100的汲液流道101中。举例来说，中空结构100具有固定胶(未示于图中)。多孔挠性管230的部分区段是位于中空结构100内，且该部分区段是固定于中空结构100中的固定胶，以免松动而脱离中空结构100外。多孔性中空膜丝200的末端口210与220可凸出于固定胶外而连通汲液流道101中，以利滤净液体流动至汲液流道101中。

在部分实施方式中，如图1及图2所示，过滤用膜模块可包含框体400。多孔性中空膜丝200是部分地位于中空结构100与框体400之间。框体400具有开口o。开口o是朝向中空结构100的。曝气管300是容置于框体400内并被开口o所暴露。如此一来，框体400可集中曝气管300所喷出的气体，以将气体集中地导向多孔性中空膜丝200，从而进一步降低多孔性中空膜丝200表面的结垢现象。

进一步来说，在部分实施方式中，部分多孔性中空膜丝200的水平高度是高于框体400的水平高度。框体400可为环状结构，曝气管300设置于此环状结构中，而被环状结构所围绕。因此，当曝气管300所喷出的部分气体移动至框体400的内壁时，此部分气体会沿着框体400的内壁向上地移动，而朝向多孔性中空膜丝200移动。如此一来，框体400可将曝气管300所喷出的气体集中地导向多孔性中空膜丝200，从而进一步降低多孔性中空膜丝200表面的结垢现象。

下表记载了当曝气管300容置于框体400中时，产水量与其初始产水量的比例；以及当曝气管300不位于框体400中时，产水量与其初始产水量的比例：

在上表中，实施例代表当曝气管300容置于框体400中时，每一天的产水量与其初始产水量的比例；比较例代表当曝气管300不位于框体400中时，每一天的产水量与其初始产水量的比例。由上表可知，在使用多天后(例如14天后)，实施例的产水量仍维持在初始产水量的69.65％，而比较例的产水量仅剩下初始产水量的58.27％。由此可知，当曝气管300容置于框体400中时，可展现出较优异的曝气效率，以进一步减少多孔性中空膜丝200表面的结垢现象，而减缓产水量的衰退幅度。

在部分实施方式中，如图2所示，多孔挠性管230是部分地位于框体400内，以缩短多孔挠性管230与曝气管300之间的距离，而利于气体吹走多孔挠性管230表面的沉积物。举例来说，多孔挠性管230的最低区段231可位于框体400内。

在部分实施方式中，如图2所示，过滤用膜模块还可包含限位结构500。多孔挠性管230的最低区段231是顺着限位结构500折弯的。进一步来说，多孔挠性管230的最低区段231接触限位结构500，并顺着限位结构500向上地反折。如此一来，当膜模块在曝气过程中，限位结构500可防止多孔挠性管230的最低区段231向上漂浮，甚至漂浮至液面上，如此可利于过滤生物反应槽中的液体。

进一步来说，如图2所示，限位结构500与中空结构100是沿着排列方向a排列的，而限位结构500可阻挡多孔挠性管230的最低区段231沿着排列方向a移动。更具体地说，限位结构500是位于多孔挠性管230的最低区段231与中空结构100之间，换句话说，当膜模块沉浸于生物反应槽中时，多孔挠性管230的最低区段231、限位结构500与中空结构100是依序由下往上地排列，也就是说，多孔挠性管230的最低区段231是位在限位结构500的下方，中空结构100则是位在限位结构500的上方。因此，限位结构500可阻挡多孔挠性管230的最低区段231朝向中空结构100移动。如此一来，在曝气过程中，即使气体会由下往上地吹向多孔性中空膜丝200，限位结构500仍可防止多孔挠性管230的最低区段231向上移动，而利于将最低区段231的位置保持在生物反应槽的下侧区域，以利过滤生物反应槽中的液体。

在部分实施方式中，多孔挠性管230的最低区段231在一个维度(如：平行于排列方向a的维度)上的可移动性是被限位结构500所拘束，但在其他维度上的可移动性并未被拘束。因此，多孔挠性管230的最低区段231仍可受气体吹拂而摆动，以降低结垢现象。

举例来说，如图2所示，限位结构500具有长度方向l。长度方向l是实质上垂直于排列方向a。多孔挠性管230的最低区段231是可沿着长度方向l移动的。换句话说，限位结构500阻挡最低区段231沿着排列方向a移动，但允许最低区段231沿着长度方向l移动，以利最低区段231摆动，而降低结垢现象。

具体来说，如图2所示，在部分实施方式中，限位结构500具有周面510。 多孔挠性管230的最低区段231是顺着周面510折弯，并可在周面510上沿着限位结构500的长度方向l移动。换句话说，限位结构500抵压着多孔挠性管230的最低区段231，使得最低区段231顺着限位结构500的周面510折弯。优选来说，在部分实施方式中，限位结构500仅抵压着多孔挠性管230的最低区段231，而两者之间并无粘着剂。因此，当曝气管300喷出气体时，多孔挠性管230的最低区段231可在周面510上移动，而可抖落多孔挠性管230表面上的沉积物。

在部分实施方式中，如图2所示，限位结构500可为杆体，但本发明并不以此为限。举例来说，限位结构500可为圆杆，而周面510可为圆周面。如此一来，多孔挠性管230的最低区段231可顺着圆周面折弯。此外，由于多孔挠性管230的最低区段231是在圆周面上滑动，而在非有棱角的周面(如角柱体的外周面)上滑动，故此圆周面可防止多孔挠性管230在滑动时受损。在其他实施方式中，限位结构500也可为三角杆、矩形杆或其他多边形杆，也即，周面510可为三角形周面、矩形周面或多边形周面，但本发明并不以此为限。

在部分实施方式中，如图2所示，曝气管300与限位结构500是容置于框体400内。由于限位结构500抵压着多孔挠性管230的最低区段231，所以多孔挠性管230的最低区段231可受限位结构500的拘束而位于框体400内，从而缩短多孔挠性管230与曝气管300之间的距离，而利于提升曝气效果，并降低结垢现象。举例来说，限位结构500的相对两端可固定于框体400的相对两内壁上，相似地，曝气管300的相对两端也可固定于框体400的相对两内壁上。在部分实施方式中，限位结构500的长度方向l与曝气管300的长度方向可相平行。在其他实施方式中，限位结构500的长度方向l与曝气管300的长度方向可不平行，举例来说，限位结构500的长度方向l与曝气管300的长度方向可相垂直。在部分实施方式中，曝气管300的数量可为一个或多个，而限位结构500的数量也可为一个或多个。在部分实施方式中，任意一个限位结构500可抵压着一条或多条多孔性中空膜丝200。

图3绘示图1所示的过滤用膜模块不具有多孔性中空膜丝时的立体图。如图3所示，在部分实施方式中，过滤用膜模块可包含连接结构600。连接结构600连接中空结构100与框体400，且连接结构600隔开中空结构100与框体400。因此，连接结构600可固定中空结构100与框体400的相对位置，也即，连接结构600可防止中空结构100与框体400相对移动。

在部分实施方式中，如图3所示，连接结构600不仅可实现固定中空结构100与框体400相对位置的效果，还可供应气体至曝气管300。举例来说，连接结构600具有气体输送通道610于其中。气体输送通道610连通曝气管300。如此一来，位于生物反应槽外的气体源(未示于图中)可连接气体输送通道610，而借由气体输送通道610将气体输送至位于生物反应槽内的曝气管300。借由上述设计，在部分应用例中，气体源可无须放置于生物反应槽内。在部分实施方式中，框体400具有通道(未示于图中)于其中，框体400中的通道连通连接结构600的气体输送通道610与曝气管300，使得气体输送通道610中的气体可借由框体400中的通道进入曝气管300中。在其他实施方式中，气体输送通道610也可直接连接曝气管300，而无须借由框体400中的通道来连接曝气管300。换句话说，气体输送通道610中的气体可直接进入曝气管300中，而无须先进入框体400中的通道，再进入曝气管300。

在部分实施方式中，如图3所示，中空结构100具有进气口102。汲液流道101与进气口102相分隔。进气口102连通连接结构600的气体输送通道610。因此，位于生物反应槽外的气压源可连接中空结构100的进气口102，而将气体输送至位于生物反应槽内的曝气管300。借由上述设计，在部分应用例中，气体源可无须放置于生物反应槽内。

在部分实施方式中，如图3所示，中空结构100具有上表面110。上表面是背向连接结构600。进气口102是位于上表面110上。如此一来，在部分应用例中，当膜模块沉浸于生物反应槽中时，上表面110与其上方的进气口102可无须浸入生物反应槽中，以利连接生物反应槽外的气体源。在部分实施方式中，汲液流道101的出口也是位于上表面110上。如此一来，在部分应用 例中，当膜模块沉浸于生物反应槽中时，上表面110与汲液流道101的出口可无须浸入生物反应槽中，故滤净液的收集装置(例如：抽水泵)可无须浸入生物反应槽中。

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。