專利名稱：過濾系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種過濾系統，特別涉及一種海水淡化或廢水處理的過濾系統。
背景技術：
水危機是聯合國及其它國際組織用來泛指自1970年以來世界性的水資源相對人類需求的狀況，主要的危機來源是可用水的匱乏以及水體污染，因此如何尋找可利用的水資源及解決水體污染是各國目前亟需解決的問題之一。現有技術針對水危機的問題，目前各國已有針對海水淡化及過濾工業廢水等方式進行。海水是地球上數量最大的資源，包括取之不盡、用之不竭的水資源，開發和利用海水淡化技術，不僅是現代海洋開發的一項重要任務，也是未來開發新水源解決全球性水資源危機的重要途徑之一。目前，地球上的水約97%是海水，淡水只有3%，而且多數的淡水以冰河等形式存在于地球表面，人類可利用在地表的淡水資源大約只占全球水資源總量的 0.沈％。根據聯合國公布的資料，目前全球超過10億人口居住在水資源缺乏地區。而到 2025年，這個數字會攀升到18億，而現有技術為有效將海水淡化，多是利用蒸餾法的方式進行，作法是以熱能將海水中的水分汽化成水蒸氣后，以冷凝的方式將水蒸氣形成淡水，再加以匯集，此種技術雖然能源利用率高，但其使用的設備體積相當龐大，需要很大的場地放置設備，因此，利用此種技術與方法也有許多課題待解決。而在工業廢水上，因傳統或科技產業的生產過程中，水源可說是工廠營運的生命線，相對于需求水量大，廢水處理后的排出水量也就相當可觀，且在生產過程中，通常會排放有機溶劑，此些溶劑不管流入河川或海洋，都會因此危害人類身體健康或影響自然生態， 若能以適當的方法回收部份廢水，除可提供另一穩定的供水水源外，更可降低總廢水排放量，將能落實水資源的有效利用，而現有技術針對廢水處理此問題，多是采用薄膜法，作法是以高壓方式使水通過半透膜以取得淡水，然薄膜法所獲得的出水雜質去除率雖可達95% 以上，但所需能源消耗卻很大，致使成本也相對提高。有鑒于此，目前亟需一種可以解決占地廣及能源消耗過大問題的技術，去解決目前水危機，以達水資源的有效回收與利用。
發明內容
為了解決上述現有技術不盡理想之處，本發明提供一種過濾系統，包含有供應槽、 第一輸送管路、第二輸送管路、多個過濾匣、多個第三輸送管路與多個第四輸送管路。第一輸送管路將第一溶液輸送至供應槽中，且第一溶液藉由第二輸送管路輸出至過濾系統外， 過濾匣容置于供應槽內且浸設于第一溶液中，各過濾匣包含有至少一個過濾基板以及至少一個多孔性薄膜，各過濾基板至少包含有一個流道結構形成于各過濾基板的表面，各多孔性薄膜貼附于各過濾基板的表面，并覆蓋流道結構，第三輸送管路與第四輸送管路與過濾匣的流道結構連通，藉此第三輸送管路可將第二溶液輸送至流道結構中，且第二溶液再藉由第四輸送管路輸出至過濾系統外。
因此，本發明的首要目的是提供一種過濾系統，包含有供應槽、第一輸送管路、第二輸送管路、多個過濾匣、多個第三輸送管路與多個第四輸送管路。利用上述結構組合的系統，供應槽的尺寸與過濾匣的數量可依實際欲設置此過濾系統的場地進行調整，因此，本發明的過濾系統可依設置地點或地點范圍大小進行最適化的設計。本發明的次要目的是提供一種過濾系統，在進行過濾的過程中，利用低階能源如太陽能或任何形式的廢熱作為過濾系統所需的熱源。因為利用自然或再回收的能源，因此不但大大降低了能源的消耗，更進一步能降低成本。
圖1是根據本發明提出的第一實施例，為一種過濾系統示意圖。圖2是根據本發明提出的第一實施例，為一過濾匣結構示意圖。圖3是根據本發明提出的第一實施例，為過濾基板中的流道示意圖。主要組件符號說明供應槽11第一輸送管路12第二輸送管路 13過濾匣14過濾基板141流道結構1411多孔性薄膜142第三輸送管路 15第四輸送管路 16加熱裝置17第一溶液21第二溶液2具體實施例方式由于本發明公開了一種過濾系統，其中所利用的經過疏水化與親水化的薄膜在溶液中，可利用功能的原理，已為本領域普通技術人員所能明了，故以下文中的說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照的附圖，意在表達與本發明特征有關的結構的含義，并未亦不需要依據實際尺寸完整繪制，在先聲明。首先，請參考圖1，是根據本發明所提出的較佳實施例，為一種過濾系統10，過濾系統10包含有供應槽11、第一輸送管路12、第二輸送管路13、多個過濾匣14、多個第三輸送管路15與多個第四輸送管路16。其中第一輸送管路12將第一溶液21輸送至供應槽11 中，且第一溶液21藉由第二輸送管路13輸出至過濾系統10外，其中第一溶液21可以為海水、工業廢水或民生廢水或其它需要進一步進行過濾的溶液。過濾匣14容置于供應槽11 內，且要特別說明的是，供應槽11中的各過濾匣14需整個完全浸入至第一溶液21中。又， 供應槽11與過濾匣14可以依實際需求去制作供應槽11的尺寸與過濾匣14數量的調整。 過濾匣14放入供應槽11內的方式并不受限制，可以平行放置或是直立擺放，其中又以直立的擺放方式較佳。此外，要特別說明的是，第一溶液21可以不斷循環過濾使用或是自第一輸送管路12輸入新的第一溶液21至供應槽11進行過濾，然后再藉由第二輸送管路12輸出至過濾系統10外，可以實際狀況而定進行決定，其中第一溶液21的溫度可以是10°C至 100°C。接著，請繼續參考圖2，過濾匣14包含有至少一個過濾基板141以及至少一個多孔性薄膜142。其中過濾基板141的面積、顏色或形狀不受限制，另外，多孔性薄膜142可以是氟素高分子材料、多孔性高分子材料或氟素高分子材料及多孔性高分子材料的復合體等任一種。其中以氟素高分子材料為聚四氟乙烯薄膜(PTFE)為較佳。此種聚四氟乙烯薄膜除了具備耐熱、耐燃、耐酸堿、耐候、撥水等特性外，還能使薄膜內部的纖維產生物理架鎖的結構上下左右拉住結點，使得此種聚四氟乙烯薄膜發生潛變(ere印)的現象減少，而且如于聚四氟乙烯薄膜的制造時混入活性碳或其它活性物質，更可額外達到凈化水質的功用。多孔性薄膜142的孔徑大小變化以及孔隙度可以依照所要處理的海水或廢水質量不同而做變化，在本發明的多孔性薄膜142以聚四氟乙烯薄膜為較佳，其中聚四氟乙烯薄膜的孔徑介于0. Ο μπι至15 μ m之間、氣孔占積率為5% 99%之間、厚度介于Ιμπι至IOOOym之間為較佳。再來，請繼續參考圖2與圖3，過濾基板141至少包含有一個流道結構1411，而流道結構1411可以以任何形狀形成于過濾基板141的一個表面，多孔性薄膜142貼附于過濾基板141的表面并覆蓋流道結構1411。其中過濾基板141與多孔性薄膜142的接合方式可以是黏貼方式、熱熔方式或高周波方式等任一種黏貼方式，可依實際狀況使用。第三輸送管路15與第四輸送管路16與過濾匣14的流道結構1411連通，第三輸送管路15將第二溶液 22輸入至流道結構1411中，且第二溶液22藉由第四輸送管路16輸出至過濾系統10外。 要特別留意的是，將第二溶液22從過濾系統10輸出的壓力須小于多孔性薄膜142貼附于過濾基板141的壓力，才可以確保多孔性薄膜142牢固地貼附在過濾基板141上，第一溶液 21因此才不會進入至過濾基板141內。其中第二溶液22以冷凝水為較佳，第二溶液22可以不斷循環過濾使用或是自第三輸送管路15輸入新的第二溶液22至過濾基板141的流道結構1411中。當然地，第二溶液22的流向不限，重要的是，第二溶液22的溫度需低于第一溶液21的溫度。另外需特別注意的是，多孔性薄膜142可進行化學改質處理使其變成親水性或疏水性，而多孔性薄膜142與第一溶液21接觸的一面為僅可以是疏水性表層。因為疏水性表層的特色在于溶液無法穿透，僅有水蒸氣可以穿透。而親水性表層則是溶液與水蒸氣皆可穿透。本發明的過濾系統10，實際操作時，當過濾匣14浸設于供應槽11中的第一溶液 21時，因第一溶液21僅與過濾匣14表面的多孔性薄膜142的疏水性表層接觸，第一溶液 21無法通過多孔性薄膜142的疏水性表層，而不會進入過濾匣14之內，僅有第一溶液21 因具有熱度而產生的水蒸氣，可以穿透過疏水性表層到達過濾匣14的過濾基板14的流道結構中1411，此時，因為第二溶液22的溫度小于第一溶液21的溫度，因此，水蒸氣遇到第二溶液22會凝結成水滴，因此，即可與第二溶液22混合在一起，一起藉由第四輸送管路16 輸出至過濾系統10外或者第二溶液22可以不斷循環使用。其中親水性表層的厚度占有率小于95%，因為親水性表層的厚度會影響到疏水性表層的阻水性，親水性表層過厚而疏水性表層過薄時，會無法有效阻擋第一溶液21，而讓第一溶液21直接穿透薄膜而無法進行蒸餾，因此親水層的厚度必須規定在一個范圍內。重要的是，本發明經過實驗一得到，情況一如果多孔性薄膜142與過濾基板141 接合的一面為疏水性表層，需等待第一溶液21蒸發后的水蒸氣再次穿透過另一面疏水性表層，才能被第二溶液22將水蒸氣冷凝后藉由流道結構1411及第四輸送管路16將淡水輸出并匯集。情況二 如果多孔性薄膜142與過濾基板141接合的一面為親水性表層，則當第一溶液21蒸發后的水蒸氣穿透過疏水性表層到達親水性表層時，因為第二溶液22可以更快接觸到第一溶液21蒸發后的水蒸氣，因此，在相同第一溶液21溫度情況下，使用情況二的多孔性薄膜142在本發明的過濾系統10中，每米平方小時所(L/hr/M2)產生的第二溶液 22與第一溶液21冷凝成水的混合溶液量會較多。關于上述二種情況的實驗數據如下表一所示表一
權利要求
1.一種過濾系統，包含有一供應槽(11)、一第一輸送管路(12)、一第二輸送管路(13)、 多個過濾匣(14)、多個第三輸送管路(1 與多個第四輸送管路(16)，其特征在于該第一輸送管路(1 將一第一溶液輸送至該供應槽(11)中，且該第一溶液藉由該第二輸送管路(1 輸出至該過濾系統(10)外；該多個過濾匣(14)容置于該供應槽(11)內且浸設于該第一溶液中，各過濾匣 (14)包含有至少一過濾基板(141)以及至少一多孔性薄膜(142)，各過濾基板(141)至少包含有一流道結構(1411)形成于各過濾基板的一表面，各多孔性薄膜(142)貼附于各過濾基板(141)的該表面，并覆蓋該流道結構(1411)；該多個第三輸送管路(1 與該多個第四輸送管路(16)與該多個過濾匣(14)的該至少一流道結構連通(1411)，藉此該多個第三輸送管路(1 將一第二溶液0 輸送至該至少一流道結構(1411)中，且該第二溶液02)藉由該多個第四輸送管路(16)輸出至該過濾系統(10)夕卜。
2.根據權利要求1所述的過濾系統，其特征在于該至少一多孔性薄膜(142)選自于由氟素高分子材料、多孔性高分子材料與氟素高分子材料及多孔性高分子材料的復合體所構成的群組。
3.根據權利要求2所述的過濾系統，其特征在于該氟素高分子材料為聚四氟乙烯薄膜(PTFE)，該聚四氟乙烯薄膜的孔徑介于0. 01 μ m至15 μ m之間，氣孔占積率為5 % 99 % 之間，厚度介于Iym至1000 μ m之間。
4.根據權利要求3所述的過濾系統，其特征在于該聚四氟乙烯薄膜與該至少一過濾基板(141)接合的一面可為親水性表層或疏水性表層。
5.根據權利要求4所述的過濾系統，其特征在于該親水性表層的厚度占有率小于 95%。
6.根據權利要求5所述的過濾系統，其特征在于該聚四氟乙烯薄膜與該第一溶液 (21)接觸的一面為疏水性表層。
7.根據權利要求1所述的過濾系統，其特征在于該至少一過濾基板(141)的該至少一流道結構(1411)進一步具有高低起伏的微結構。
8.根據權利要求1所述的過濾系統，其特征在于該至少一過濾基板(141)與該至少一多孔性薄膜(14 的接合方式選自于由黏貼方式、熱熔方式與高周波方式所構成的群組。
9.根據權利要求1所述的過濾系統，其特征在于該第一溶液是為海水、工業廢水或民生廢水，該第二溶液0 為冷凝水。
10.根據權利要求1所述的過濾系統，其特征在于進一步具有一加熱裝置(17)。
全文摘要
本發明提供一種過濾系統，包含有供應槽、第一輸送管路、第二輸送管路、多個過濾匣、多個第三輸送管路與多個第四輸送管路。第一輸送管路及第二輸送管路分別將第一溶液輸送至供應槽中及輸出至過濾系統外。過濾匣容置于供應槽內且浸設于第一溶液中，各過濾匣包含有至少一個過濾基板及至少一個多孔性薄膜，流道結構形成于各過濾基板的表面，各多孔性薄膜貼附于各過濾基板的表面并覆蓋流道結構。第三輸送管路與第四輸送管路與過濾匣的流道結構連通，藉此第三輸送管路及第四輸送管路分別將第二溶液輸送至流道結構中及輸出至過濾系統外。
文檔編號C02F103/08GK102464363SQ20101055661
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者劉英業, 熊紀中, 郭純因, 陳世揚, 韓繼中, 黃雅夫 申請人:群揚材料工業股份有限公司